Что такое тип средства измерения: 30 2009. 1081 » , , , , «

9. Средства измерений и их характеристики. Метрология, стандартизация и сертификация: конспект лекций

9. Средства измерений и их характеристики

В научной литературе средства технических измерений делят на три большие группы. Это: меры, калибры и универсальные средства измерения, к которым относятся измерительные приборы, контрольно—измерительные приборы (КИП), и системы.

1. Мера представляет собой такое средство измерений, которое предназначается для воспроизведения физической величины положенного размера. К мерам относятся плоскопараллельные меры длины (плитка) и угловые меры.

2. Калибры представляют собой некие устройства, предназначение которых заключается в использовании для контролирования и поиска в нужных границах размеров, взаиморасположения поверхностей и формы деталей. Как правило, они подразделяются на: гладкие предельные калибры (скобы и пробки), а также резьбовые калибры, к которым относятся резьбовые кольца или скобы, резьбовые пробки и т. п.

3. Измерительный прибор, представленный в виде устройства, вырабатывающего сигнал измерительной информации в форме, понятной для восприятия наблюдателей.

4. Измерительная система, понимаемая как некая совокупность средств измерений и неких вспомогательных устройств, которые соединяются между собой каналами связи. Она предназначена для производства сигналов информации измерений в некой форме, которая подходит для автоматической обработки, а также для трансляции и применения в автоматических системах управления.

5. Универсальные средства измерения, предназначение которых находится в использовании для определения действительных размеров. Любое универсальное измерительное средство характеризуется назначением, принципом действия, т. е физическим принципом, положенным в основу его построения, особенностями конструкции и метрологическими характеристиками.

При контрольном измерении угловых и линейных показателей применяют прямые измерения, реже встречаются относительные, косвенные или совокупные измерения. В научной литературе среди прямых методов измерений выделяют, как правило, следующие:

1) метод непосредственной оценки, представляющий собой такой метод, при котором значение величины определяют по отсчетному устройству измерительного прибора;

2) метод сравнения с мерой, под которым понимается метод, при котором данную величину возможно сравнить с величиной, воспроизводимой мерой;

3) метод дополнения, под которым обычно подразумевается метод, когда значение полученной величины дополняется мерой этой же величины с тем, чтобы на используемый прибор для сравнения действовала их сумма, равная заранее заданному значению;

4) дифференциальный метод, который характеризуется измерением разности между данной величиной и известной величиной, воспроизводимой мерой. Метод дает результат с достаточно высоким показателем точности при применении грубых средств измерения;

5) нулевой метод, который, по сути, аналогичен дифференциальному, но разность между данной величиной и мерой сводится к нулю. Причем нулевой метод обладает определенным преимуществом, поскольку мера может быть во много раз меньше измеряемой величины;

6) метод замещения, представляющий собой сравнительный метод с мерой, в которой измеряемую величину заменяют известной величиной, которая воспроизводится мерой. Вспомним о том, что существуют и нестандартизованные методы. В эту группу, как правило, включают следующие:

1) метод противопоставления, подразумевающий под собой такой метод, при котором данная величина, а также величина, воспроизводимая мерой, в одно и то же время действуют на прибор сравнения;

2) метод совпадений, характеризующийся как метод, при котором разность между сравниваемыми величинами измеряют, используя совпадение меток на шкалах или периодических сигналов.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Читать книгу целиком

Поделитесь на страничке

Из чего состоит государственный реестр средств измерений

Все типы водосчётчиков, прошедшие установленные законодательством РФ процедуры регистрации и допущенные к использованию, обязательно заносятся в госреестр средств измерений. Любой человек может проверить допущен ли его измерительный прибор к использованию и примут ли показания такого водосчётчика к учёту.

Государственный реестр средств измерений — это специальный документ (Интернет-ресурс), в котором структурно представлена требуемая информация обо всех существующих типах измерительных средств. Проверка счётчиков воды в Челябинске и в других городах, а также иные операции должны проводиться исключительно при помощи оборудования, отвечающего требованиям добавления в реестр СИ РФ.

Назначение

Данный документ является подтверждением того факта, что любое измерительное оборудование из списка обладает регистрацией, подвергалось всем требуемым видам испытаний и изготовлено по техническим нормативам.

Целями создания реестра можно назвать следующие:

• Учёт СИ и формирование централизованной базы данных обо всех измерительных приборах, разрешённых к производству и распространению на территории страны.
• Регистрация испытательных центров, прошедших процедуру государственной аккредитации.
• Учёт аттестатов, выданных аккредитованным центрам испытаний СИ.
• Закрепление строгого порядка проведения испытательных процедур.

База данных реестра содержит такую информацию, как:

• название и маркировка оборудования;
• регулярность проверок;
• номер прибора;
• наименование документа по проверке СИ;
• указание на производителя оборудования.

В общем виде все приборы и инструменты структурируются по двум признакам:

• область измерения;
• область назначения.

В базу данных госреестра СИ встроена система быстрого поиска, который ведётся по одному из вышеперечисленных показателей.

Реестр был создан для того, чтоб любые заинтересованные лица могли получить всю необходимую информацию о существующих средствах измерений и принятых в их отношении стандартах. Данные предоставляют не только лицам из Российской Федерации, но и зарубежным государствам, занимающимся поставкой собственного оборудования.

Унификацию вычислений обеспечивает Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений, включающий в себя следующий перечень данных:

• все нормативно-правовые акты;
• данные о способах измерений, прошедших официальную аттестацию;
• информацию о международных договорах по стандартам СИ;
• данные об образцах, принятых за эталон;
• сведения о результатах проверки средств измерений.

Изменения отслеживаются и вносятся ВНИИМС. Все данные расположены в открытом доступе и могут быть получены любым желающим.

Разделы документа

В государственном реестре средств измерений можно найти следующие разделы:

• Типы средств измерений, официально утверждённые ответственным органом.
• Сертификаты, утверждающие типы СИ.
• СИ военного назначения.
• Средства измерения, представленные в одном экземпляре.
• Аккредитованные по государственной программе центры испытаний.

Сам реестр обладает многоуровневой структурой, которая разделена на массу рубрик, распределённых по трём уровням:

• область;
• род;
• семейство.

При переключении с верхнего уровня на нижний все наименования раскрываются и конкретизируются.

Обратиться за такими услугами, как установка и проверка счётчиков, можно к специалистам нашей компании. Всё используемое оборудование соответствует стандартам, установленным в Госреестре СИ.

Понравилось? Расскажи друзьям:

Метрологические термины и определения

Межповерочные интервалы устанавливаются в зависимости от стабильности того или иного средства измерений и могут устанавливаться от нескольких месяцев до нескольких лет.

Показатели точности, интервал между поверками СИ (далее — межповерочный интервал), а также методика поверки каждого типа СИ устанавливаются при утверждении типа СИ.

СИ, внесенные в Госреестр (прошедшие испытания в целях утверждения типа) должно сохранять свои точностные характеристики в межповерочный интервал.

Сведения об утвержденных типах средств измерений можно посмотреть в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений на сайте Росстандарта, перейдя по ссылке:

Результаты поверки действительны (должны приниматься к учету) в течение межповерочного интервала.

Поверку средств измерений осуществляют аккредитованные в соответствии с законодательством Российской Федерации об аккредитации в национальной системе аккредитации (Росаккредитацией) на проведение поверки средств измерений юридические лица и индивидуальные предприниматели. При аккредитации утверждается область аккредитации, в которой указываются: измерения, тип (группа) средств измерений, метрологические требования (диапазон измерений, погрешность и (или) неопределенность (класс, разряд)).

Поверка осуществляется в соответствии с методикой, установленной при утверждении типа СИ. Поверка осуществляется в соответствии с пунктами методики.

Периодическую поверку СИ, предназначенных для измерений (воспроизведения) нескольких величин или имеющих несколько поддиапазонов измерений, но используемых для измерений (воспроизведения) меньшего числа величин или на меньшем числе поддиапазонов измерений, допускается на основании письменного заявления владельца СИ, оформленного в произвольной форме, при условии наличия в методике поверки соответствующих указаний.

Поверка осуществляется с использованием поверочного оборудования, указанного в методике поверки, или аналогичным, с характеристиками не хуже , чем у приведенного в методике.

Используемые при поверке средств измерений эталоны должны быть аттестованы в установленном порядке, средства измерений поверены, испытательное оборудование аттестовано.

Выездная поверка может осуществляться в соответствии требованиями, указанными в методике поверки: к помещениям и условиям проведения поверки, эталонам, средствам измерений. Стоимость выездной поверки увеличивается на стоимость затрат, связанных с доставкой эталонов к месту поверки –«Оказание услуг по месту нахождения Заказчика с использованием транспорта, эталонов Исполнителя».

СИ представляются на поверку

чистыми, расконсервированными, с техническим описанием (при наличии в комплекте СИ, указанном в описании типа СИ), руководством (инструкцией) по эксплуатации (при наличии в комплекте СИ, указанном в описании типа СИ), методикой поверки (при наличии в комплекте СИ, указанном в описании типа СИ), паспортом (формуляром) (при наличии в комплекте СИ, указанном в описании типа СИ) и свидетельством о последней поверке, а также необходимыми комплектующими устройствами. При наличии у поверителя эксплуатационной документации на поверяемое СИ, а также методики поверки, представление данных документов вместе с СИ на поверку является необязательным и указывается при заключении договора (контракта) на проведение поверки СИ.

СИ, эксплуатируемые в (на) агрессивных (специальных) средах, должны представляться на поверку обеззараженными, нейтрализованными, дезактивированными. Указанные СИ принимаются на поверку только при наличии справки, подтверждающей выполнение владельцем СИ необходимых мероприятий по обеззараживанию, нейтрализации, дезактивации.

Сведения о результатах поверки можно посмотреть в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений, перейдя по ссылке http://www.fundmetrology.ru/11_poverki/new/poverPoisk.aspx 

НОУ ИНТУИТ | Лекция | Основные сведения о средствах измерений

Средства радиоизмерений. Меры

Средства измерений – технические средства, используемые при измерениях и имеющие нормированные метрологические характеристики.

Метрологические характеристики – такие свойства средств измерений, которые позволяют судить об их пригодности для измерений определённой физической величины в заданном диапазоне её значений и с заданной точностью.

Принципиальное отличие средств измерений от других технических средств, используемых при измерениях, состоит в том, что погрешность, с которой они выполняют свои функции, лимитирована.

По характеру участия в процессе измерения все средства измерений можно разделить на пять групп:

1. меры;
2. измерительные преобразователи;
3. измерительные приборы;
4. измерительные установки;
5. измерительные системы (информационно-измерительные системы).

Мера – средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины данного размера.

Например: образцовая катушка сопротивления, гиря, нормальный элемент.

Рис.
5.1.
Примеры мер

Меры делятся на:

• однозначные;
• многозначные;
• наборы мер.

Однозначные меры воспроизводят либо единицы измерения, либо их кратные или дольные значения.

Из однозначных мер образуются наборы и магазины, различные комбинации которых позволяют получить необходимые кратные или дольные значения единиц измерений в заданных пределах.

Если каждая мера из совокупности используется отдельно и независимо от других, то такие меры образуют набор мер (например, набор гирь, набор концевых мер длины и т.д.).

Если все меры из данной совокупности соединены конструктивно в одно целое так, что каждая в отдельности использоваться не может, то они образуют магазины мер (например, магазины электрических сопротивлений, индуктивностей, емкостей и т.д.).

Многозначные меры или меры с переменным значением воспроизводят любые кратные или дольные значения единицы измерения в определённом диапазоне (например, измерительный конденсатор переменной ёмкости, проволочный реохорд и т.д.).

Меры подразделяют на рабочие и образцовые.

Измерительный преобразователь (ИП) – средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и/или хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем.

Измерительный преобразователь не позволяет непосредственно получить результат измерений, а осуществляет преобразование одной физической величины (входной) в другую (выходную).

Измерительные преобразователи являются основой для построения более сложных средств измерений: измерительных приборов, измерительных установок, измерительных систем.

Сложные средства измерений обычно включают в себя целый ряд взаимосвязанных измерительных преобразователей, обеспечивающих получение численного результата измерений.

Измерительные преобразователи 1-4 образуют измерительную цепь.

В зависимости от положения преобразователя в измерительной цепи различают первичные и промежуточные измерительные преобразователи.

К первичному измерительному преобразователю (ПП, ПИП) подводится измеряемая величина.

При измерениях неэлектрических величин ПИП иногда называют датчиком, хотя под датчиком в общем случае следует понимать конструктивную совокупность ряда измерительных преобразователей, размещаемых непосредственно у объекта исследований.

Измерительные преобразователи отличаются большим разнообразием.

Измерительный прибор – это средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.

В отличие от измерительного преобразователя, измерительный прибор всегда имеет устройство, позволяющее человеку воспринимать информацию о числовом значении измеряемой величины.

• По физическим явлениям, положенным в основу работы, измерительные приборы можно разделить на электроизмерительные (электромеханические, электротепловые, электрохимические и др.) и электронные.
• По назначению их подразделяют на приборы для измерения электрических и неэлектрических (магнитных, тепловых, химических и др.) физических величин.
• По способу представления результатов их делят на показывающие и регистрирующие.
• По методу преобразования измеряемой величины – на приборы непосредственной оценки (прямого преобразования) и приборы сравнения.

Действие наиболее распространенных электроизмерительных приборов непосредственной оценки основано на возникновении в процессе измерений вращающего момента и вызванного им поворота подвижной части прибора. Особенности физических процессов, вызывающих появление вращающего момента, определяют деление приборов на магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические и др.

В магнитоэлектрическом приборе вращающий момент возникает в результате взаимодействия тока в катушке прибора с магнитным полем постоянного магнита. Перемещающийся элемент прибора – катушка.

В приборах электромагнитной системы отклонение стрелки от положения равновесия возникает в результате взаимодействия магнитного поля катушки, по которой проходит ток, и железного сердечника. Катушка прибора может быть плоской или круглой. Наибольшее распространение получили приборы с плоской катушкой. Катушку наматывают из медного провода. На специальной оси, торцы которой упираются в подпятники, закреплен сердечник. Когда по катушке прибора проходит ток, сердечник намагничивается и втягивается внутрь катушки. Ось поворачивается, закручивает пружину, и стрелка устанавливается в определенном положении.

С осью подвижной системы прибора соединен алюминиевый лепесток. При повороте оси он перемещается в магнитном поле небольшого магнита. В лепестке наводится ток. Взаимодействие этого тока с магнитным полем создает тормозящий момент, что предотвращает колебания вращающейся системы.

Стрелка электромагнитного прибора отклоняется также в том случае, когда по катушке проходит переменный ток.

Электромагнитные приборы имеют невысокую чувствительность, неравномерную шкалу и невысокий класс точности.

Электродинамические приборы пригодны для измерений тока, напряжения, мощности и других величин как в цепях постоянного тока, так и в цепях переменного тока. На точность показаний приборов этой системы сильное влияние оказывают внешние магнитные поля.

Электромагнитные и электродинамические приборы являются основными, применяемыми для измерения токов, напряжений, мощности и других электрических величин в цепях переменного тока промышленной частоты (50 Гц). Специальные разновидности этих приборов могут быть использованы при частотах токов до 2000 Гц. Однако такие приборы применяют сравнительно редко.

Приборы сравнения предназначены для непосредственного сравнения измеряемой величины с величиной, значение которой известно (с мерой). Приборы сравнения могут работать в двух режимах: в равновесном режиме и в неравновесном режиме. Структурные схемы приборов сравнения приведены на рисунке:

Рис.
5.2.
Структурные схемы приборов сравнения

При работе в равновесном режиме (рис. 5.2
рис.
5.2 а) измеряемая величина X полностью компенсируется воздействием меры. Значение меры или ее части, необходимой для компенсации величины X, в процессе измерения определяется по отсчетному устройству.

В неравновесном режиме разность показаний между мерой и измеряемой величиной измеряется в отсчетном устройстве, шкала которого градуирована в единицах измеряемой величины.

• По способу применения и конструкции – на щитовые, переносные и стационарные.
• По защищенности от воздействия внешних условий измерительные приборы подразделяют на обыкновенные, влаго-, газо- и пылезащищенные, герметичные, взрывобезопасные и др.
• Все измерительные приборы могут быть разделены на аналоговые и цифровые.

В аналоговом измерительном приборе показания являются непрерывной функцией изменений измеряемой величины.

Цифровой измерительный прибор автоматически вырабатывает дискретные сигналы измерительной информации, а его показания представлены в цифровой форме.

Измерительная установка – совокупность функционально объединенных средств измерений и вспомогательных устройств, предназначенная для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем и расположенная в одном месте.

Например, поверочные установки, установки для испытаний электротехнических, магнитных и других материалов, лабораторные установки для исследования характеристик электродвигателей, стенды для поверки электрических счётчиков и т.п.

Измерительная установка позволяет предусмотреть определённый метод измерения и заранее оценить погрешность измерения.

Отличие измерительной установки от измерительной системы заключается в её локальности, компактности размещения.

Измерительная система (ИС) – совокупность средств измерений и вспомогательных устройств, соединённых между собой каналами связи, предназначенная для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки, хранения, передачи и (или) использования в автоматических системах управления.

Например, многоканальный пространственно распределённый информационно-измерительный комплекс в составе системы управления производством.

Частными случаями измерительных систем являются измерительно-вычислительные комплексы (ИВК) и информационно-измерительные системы (ИИС). К последним относятся системы автоматического контроля, системы технической диагностики, системы распознавания образов и др.

Измерительные системы – это наиболее современные и сложные средства измерений.

Очевидно, что различные типы средств измерений и их конкретные экземпляры отличаются друг от друга по свойствам. В связи с этим возможности и качество средств измерений определяются совокупностью ряда характеристик.

Лекция №3 Средства измерений и их характеристики.

Средствами измерений называют технические
устройства, используемые при измерении
и имеющие нормированные метрологические
характеристики.

Нормированные – значит утвержденные
официальными организациями, т.е.
заводом-изготовителем, или организациями
Госстандарта.

Метрологические – значит влияющие
на точность измерения.

Классификация средств измерений.

1. по функциональному назначению:

   1. меры

   2. измерительные преобразователи

   3. измерительные приборы

   4. измерительные системы

   5. информационно-измерительные системы
      (ИИС).

Меры – средства измерений,
предназначенные для воспроизведения
физической величины заданного размера
(метр, гиря). Меры бывают однозначные и
многозначные.

Однозначные – аршин, одиночная гиря
и т.п.Многозначные – складной метр,
магазин сопротивлений, набор разновесов
и т.п.

Измерительные преобразователи–
это средства измерений предназначенные
для выработки сигнала измерительной
информации в форме, удобной для передачи,
дальнейшего преобразования, обработки
или хранения, но не поддающиеся
непосредственному восприятию наблюдателя.
Отличительной чертой преобразователя
является отсутствие отсчетного
устройства, но наличие разъема.

Измерительные приборы– это средства
измерений, предназначенные для выработки
сигнала измерительной информации в
форме, доступной для непосредственного
восприятия наблюдателем. Отличительной
чертой измерительных приборов является
наличие отсчетного устройства

.

Существуют средства измерений, сочетающие
в себе свойства приборов и преобразователей.
Они называются измерительными приборами
с преобразователями.

Измерительные преобразователи и приборы
бывают аналоговыми (непрерывными) и
цифровыми (дискретными).

Измерительные приборы могут оснащаться
дополнительными устройствами. В
зависимости от этого они бывают:

1. показывающие (дополнительных устройств
   нет)

2. сигнализирующие

3. регистрирующие (самопишущие)

4. регулирующие

Измерительные приборы и преобразователи
по месту расположению в цепи измерения
бывают первичными (в цепи стоят первыми,
воспринимают измеряемую величину),
промежуточные (нормирующие, масштабирующие),
вторичные (располагаются на щите или
на пульте оператора, предназначенные
для представления оператору информации
в удобной форме).

Измерительная система– это
совокупность средств измерений
необходимая для проведения конкретных
измерительных экспериментов.

Информационные измерительные системы– это совокупность средств измерений
на основе микропроцессорной или другой
вычислительной техники, которая
используется для одновременного
измерения и обработки сигналов по многим
каналам. Результат обработки представляется
в удобном для оператора виде. ИИС работает
по фиксированному алгоритму.

2. по точности измерений:

   1. технические

   2. образцовые

   3. эталонные

Технические средства измерений находятся
непосредственно на рабочих местах и
используются на технологических линиях,
т.е. в производственных условиях

образцовые средства измерений используются
для поверки технических средств
измерений. Поверка – это определение
соответствия средств измерений их
паспортным данным. Образцовые средства
измерений различают по категориям
(низшей, средней, высокой и высшей
точности)

Эталонные средства измерений служат
для поверки образцовых. Они бывают
рабочие и государственные. Образцовые
средства измерений находятся в цехах
КИП или учреждениях Госстандарта.
Эталонные средства измерений находятся
только в специальных учреждениях
Госстандарта России.

Свойства средств измерений.

Под свойствами будем понимать
метрологические средства измерений.

1. статическая характеристика– это
   зависимость показаний прибора (выходного
   сигнала преобразователя) от измеряемой
   (входной) величины в установившемся
   режиме.

Y

Статическая
характеристика может быть линейной
(желательно!) и нелинейной.

Нелинейная характеристика нежелательна
оттого, что метрологические характеристики
будут меняться в зависимости от показаний
прибора.

На графике показана X_к– конечная отметка шкалы,X_н– начальная отметка шкалы

По статической характеристике определяется
S– чувствительность. Для
линейных средств измерений этот
показатель – постоянная величина.
Чувствительность определяется у
измерительных приборов. Та же самая
величина у преобразователейназывается
коэффициентом передачи.

2. вариация показаний– это максимальная
   разность показаний прибора при одном
   и том же значении измеряемой величины.
   При поверке определяется как разность
   при прямом и обратном ходе.

3. основная погрешность– допускается
   в средствах измерений при нормальных
   условиях эксплуатации. За нормальные
   принимаются паспортные условия.

4. дополнительная погрешность–
   появляется при отклонении условий
   эксплуатации от нормальных.

5. класс точности– обобщенная
   метрологическая характеристика, которая
   определяется пределами основной и
   дополнительной погрешности. Класс
   точности присваивается заводом-изготовителем
   или организацией Госстандарта России.
   Численно класс точности равен максимально
   приведенной относительной погрешности.

– конечная отметка шкалы

– начальная отметка шкалы

– диапазон шкалы

– максимальная абсолютная погрешность,
определяемая при поверке.

Класс точности присваивается из
стандартного ряда (1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 4,0; 5,0;
6,0)*10ⁿ

n= -2; -1; 0.

Для некоторых видов измерения расхода
максимальный класс точности равен 0,3.

Если максимальная приведенная погрешность
равна 0,8, то класс точности присваивается
1,0.

Основные понятия теории автоматического
управления. Понятие звена и системы.

Система– означает составленное
из частей. Система имеет входные и
выходные характеристики.

Система– это совокупность элементов
образующих единство и находящихся во
внутренних отношениях и связях. При
создании систем управления решаются
две задачи ТАУ (теория автоматического
управления).

1. анализ – здесь изучаются свойства
   отдельных элементов.

2. синтез – здесь строятся системы с
   оптимальными свойствами.

При решении этих задач удобно пользоваться
структурными схемами или блок-схемами.

Основным элементом структурной схемы
является звено.

Графическое изображение звена.

Звено – это узел, где происходит
преобразование входной величины в
выходную величину.

Утвержденные типы средств измерений

Что такое прибор нулевого типа? Определение и преимущества

Определение: Прибор, в котором нулевая или нулевая индикация определяет величину измеряемой величины, такой тип прибора называется прибором нулевого типа. Он использует нулевой детектор, который указывает нулевое условие, когда измеренная величина и противоположная величина одинаковы.

Такой тип прибора отличается высокой точностью, а также очень чувствительным. Для работы прибора нулевого типа требуется следующее условие.

1. Эффект, производимый измеряемой величиной.
2. Противоположные эффекты, значение которых точно известно. Это необходимо для измерения для точного определения числового значения измеряемой величины.
3. Детектор, который обнаруживает нулевые условия, то есть детектор — это устройство, которое указывает нулевое отклонение, когда возникает условие баланса.

Рассмотрим приборы с нулевой точкой (например, потенциометр постоянного тока), в которых измеряется неизвестная ЭДС E _x .На скользящем проводе потенциометра измерена ЭДС с помощью стандартного источника ЭДС. Нулевой детектор представляет собой гальванометр тока, отклонение которого пропорционально ЭДС дисбаланса, то есть разница между ЭДС E _ab на участке ab скользящей проволоки и неизвестной ЭДС E _x . Как только оба станут равны.

Следовательно, неизвестная ЭДС E _x равна E _ab , что прямо указывается на измеренных местах шкалы вдоль троса скольжения.

Преимущества прибора нулевых типов

Ниже приведены преимущества приборов нулевого типа.

1. Точность прибора нулевого типа высокая. Это связано с тем, что противоположный эффект измеряется с помощью эталонов, имеющих высокую степень точности.
2. Прибор нулевого типа очень чувствителен. В приборе нулевого типа отмеряется сбалансированная величина. Детектор должен охватывать небольшой диапазон вокруг точки балансировки и, следовательно, он очень чувствителен.Также в приборе нулевого типа нет необходимости измерять детектор, он должен только определять наличие и направление дисбаланса, но не величину дисбаланса.

Примечание : Для прибора нулевого типа требуется много элементов управления, прежде чем будет получено нулевое условие, и поэтому он не подходит для динамических измерений. Потому что при динамическом измерении величина быстро меняется со временем.

Основы измерения уровня — Инструменты

Измерение уровня

Устройства для измерения уровня жидкости подразделяются на две группы: (а) прямой метод и (б) предполагаемый метод.Примером прямого метода является щуп в вашем автомобиле, который измеряет высоту масла в масляном поддоне. Пример предполагаемого способа является манометр на дне резервуара, который измеряет гидростатическое давление головки с высоты жидкости.

Уровнемер

Очень простой способ измерения уровня жидкости в сосуде — это метод измерительного стекла (рис. 1). При использовании метода измерительного стекла прозрачная трубка прикрепляется к нижней и верхней части (верхнее соединение не требуется в резервуаре, открытом в атмосферу) контролируемого резервуара.Высота жидкости в трубке будет равна высоте воды в резервуаре.

Рисунок 1 Прозрачная трубка

На рис. 1 (а) показано измерительное стекло, которое используется для сосудов, в которых жидкость находится при температуре и давлении окружающей среды. На рисунке 1 (b) показано измерительное стекло, которое используется для сосудов, в которых жидкость находится под повышенным давлением или частичным вакуумом. Обратите внимание, что измерительные стекла на Рисунке 1 эффективно образуют U-образный манометр, в котором жидкость стремится к своему собственному уровню из-за давления жидкости в сосуде.

Прозрачный уровнемер

Манометрические стаканы из трубчатого стекла или пластика используются для работы при давлении до 450 фунтов на квадратный дюйм и 400 ° F. Если необходимо измерить уровень в сосуде при более высоких температурах и давлениях, используется другой тип измерительного стекла. Тип измерительного стекла, используемого в этом случае, имеет корпус из металла с тяжелой стеклянной или кварцевой секцией для визуального наблюдения за уровнем жидкости. Стеклянная секция обычно плоская для обеспечения прочности и безопасности. На рисунке 2 показано типичное прозрачное измерительное стекло.

Рисунок 2 Стекло манометра

Уровнемер Reflex

Другой тип измерительного стекла — это рефлекторное измерительное стекло (рис. 3). У этого типа одна сторона стеклянной секции имеет форму призмы. Стекло отформовано так, что одна сторона имеет углы 90 градусов, идущие вдоль. Лучи света падают на внешнюю поверхность стекла под углом 90 градусов. Световые лучи проходят через стекло, попадая на внутреннюю сторону стекла под углом 45 градусов. Наличие или отсутствие жидкости в камере определяет, преломляются ли световые лучи внутрь камеры или отражаются обратно на внешнюю поверхность стекла.

Рисунок 3 Reflex Gauge Glass

Когда жидкость находится на промежуточном уровне в измерительном стекле, световые лучи встречаются с границей раздела воздух-стекло в одной части камеры и с поверхностью раздела жидкое стекло в другой части камеры. Там, где существует граница раздела воздух-стекло, световые лучи отражаются обратно на внешнюю поверхность стекла, поскольку критический угол для прохождения света от воздуха к стеклу составляет 42 градуса. Из-за этого мерное стекло становится серебристо-белым.В части камеры с поверхностью раздела жидкое стекло свет преломляется в камеру призмами. Отражение света обратно к внешней поверхности измерительного стекла не происходит, потому что критический угол, под которым свет проходит от стекла к воде, составляет 62 градуса. В результате стекло выглядит черным, так как сквозь воду можно видеть стены камеры, окрашенные в черный цвет.

Уровнемер

Третий тип измерительного стекла — это стекло рефракционного типа (рис. 4).Этот тип особенно полезен в областях с ограниченным освещением; фонари обычно прикрепляются к манометру. Принцип действия основан на том принципе, что отклонение света или преломление будет различным, поскольку свет проходит через различные среды. Свет в воде изгибается или преломляется в большей степени, чем в паре. Для той части камеры, которая содержит пар, световые лучи проходят относительно прямо, и красная линза освещена. Для той части камеры, которая содержит воду, световые лучи изгибаются, в результате чего загорается зеленая линза.Часть манометра, содержащая воду, становится зеленой; часть шкалы от этого уровня вверх становится красной.

Рисунок 4 Указатель уровня рефракции

Уровнемер с шариковым поплавком

Шариковый поплавок — это механизм прямого считывания уровня жидкости. Самая практичная конструкция поплавка — это полый металлический шар или сфера. Однако нет никаких ограничений по размеру, форме или используемому материалу. Конструкция состоит из шарикового поплавка, прикрепленного к стержню, который, в свою очередь, соединен с вращающимся валом, который указывает уровень на калиброванной шкале (Рисунок 5).Работа шарикового поплавка проста. Шар плавает над жидкостью в резервуаре. Если уровень жидкости изменится, поплавок последует за ним и изменит положение указателя, прикрепленного к вращающемуся валу.

Рисунок 5 Механизм уровня с шариковым поплавком

Ход шарикового поплавка ограничен его конструкцией и находится в пределах ± 30 градусов от горизонтальной плоскости, что обеспечивает оптимальную реакцию и производительность. Фактический диапазон уровня определяется длиной соединительного рычага.

Сальниковая коробка образует водонепроницаемое уплотнение вокруг вала для предотвращения утечки из резервуара.

Цепной датчик уровня с поплавком

Этот тип поплавкового манометра имеет размер поплавка до 12 дюймов в диаметре и используется там, где необходимо превышение небольших ограничений уровня, налагаемых шаровыми поплавками. Диапазон измеряемого уровня будет ограничен только размером судна. Работа цепного поплавка аналогична шариковому поплавку, за исключением способа позиционирования указателя и его связи с индикацией положения.Поплавок соединен с вращающимся элементом цепью с грузом, прикрепленным к другому концу, чтобы обеспечить средство удержания цепи в натянутом состоянии во время изменения уровня (Рисунок 6).

Рисунок 6 Принцип действия цепного поплавкового уровнемера

Метод магнитной связки

Метод магнитной связи был разработан для решения проблем, связанных с сепараторами и сальниками. Механизм магнитной связи состоит из магнитного поплавка, который поднимается и опускается при изменении уровня. Поплавок выходит за пределы немагнитной трубки, в которой находится внутренний магнит, соединенный с индикатором уровня.Когда поплавок поднимается и опускается, внешний магнит притягивает внутренний магнит, заставляя внутренний магнит следовать за уровнем внутри сосуда (Рисунок 7).

Рисунок 7 Детектор магнитных связей

Датчик электропроводности, метод

На рис. 8 показана система определения уровня зонда проводимости. Он состоит из одного или нескольких датчиков уровня, рабочего реле и контроллера. Когда жидкость соприкасается с любым из электродов, электрический ток течет между электродом и землей.Ток возбуждает реле, что приводит к размыканию или замыканию контактов реле в зависимости от состояния процесса. Реле, в свою очередь, активирует сигнал тревоги, насос, регулирующий клапан или все три. Типичная система имеет три датчика: датчик низкого уровня, датчик высокого уровня и датчик сигнализации высокого уровня.

Рисунок 8: Система определения уровня датчика электропроводности

Датчики уровня перепада давления

Метод измерения уровня жидкости датчиком / детектором перепада давления (DP) использует детектор перепада давления, подключенный к дну контролируемого резервуара.Более высокое давление, вызванное жидкостью в резервуаре, сравнивается с более низким эталонным давлением (обычно атмосферным). Это сравнение происходит в детекторе DP. На рисунке 9 показан типичный датчик дифференциального давления, прикрепленный к открытому резервуару.

Рисунок 9 Измерение уровня перепада давления в открытом резервуаре

Резервуар открыт для атмосферы; поэтому необходимо использовать только соединение высокого давления (HP) на датчике перепада давления. Сторона низкого давления (НД) выбрасывается в атмосферу; следовательно, перепад давления — это гидростатический напор или вес жидкости в резервуаре.Максимальный уровень, который может быть измерен датчиком DP, определяется максимальной высотой жидкости над датчиком. Минимальный уровень, который можно измерить, определяется точкой, в которой датчик подключен к резервуару.

Не все цистерны или сосуды открыты для доступа в атмосферу. Многие из них полностью закрыты для предотвращения выхода паров или пара или для создания давления в содержимом резервуара. При измерении уровня в резервуаре, находящемся под давлением, или уровня, который может стать повышенным из-за давления пара жидкости, необходимо подсоединить стороны как высокого, так и низкого давления преобразователя DP (Рисунок 10).

Рисунок 10 Закрытый резервуар, сухая опорная ножка

Патрубок высокого давления подключается к резервуару, который находится на нижнем или нижнем значении диапазона измерения. Сторона низкого давления соединена с «опорной ногой», который соединен на уровне или выше значения верхнего предела, подлежащий измерению. Эталонное плечо находится под давлением газа или пара, но никакая жидкость не может оставаться в эталонном плече. Эталонная ветвь должна оставаться сухой, чтобы не было давления жидкости на стороне низкого давления преобразователя.Сторона высокого давления подвергается воздействию гидростатического напора жидкости плюс давление газа или пара, действующее на поверхность жидкости. Давление газа или пара одинаково применяется к сторонам низкого и высокого давления. Следовательно, выходной сигнал датчика перепада давления прямо пропорционален гидростатическому напору, то есть уровню в резервуаре.

Если резервуар содержит конденсируемую жидкость, например пар, используется несколько иное устройство. В приложениях с конденсируемыми текучими средами, конденсация значительно увеличиваются в опорной ноге.Чтобы компенсировать этот эффект, опорная ножка заполнена той же жидкостью, что и резервуар. Жидкость в эталонном плече создает гидростатический напор на стороне высокого давления преобразователя, и значение этого уровня остается постоянным, пока эталонное плечо поддерживается полным. Если это давление остается постоянным, любое изменение DP происходит из-за изменения на стороне низкого давления преобразователя (Рисунок 11).

Рисунок 11 Закрытый резервуар, мокрая опорная ножка

Заполненная эталонная ветвь создает гидростатическое давление на стороне высокого давления преобразователя, равное максимальному измеряемому уровню.Датчик перепада давления подвергается одинаковому давлению со стороны высокого и низкого давления, когда уровень жидкости максимален; следовательно, перепад давления равен нулю. По мере того, как уровень в баке понижается, давление, прикладываемое к стороне низкого давления, также понижается, и перепад давления увеличивается. В результате перепад давления и выходной сигнал датчика обратно пропорциональны уровню в резервуаре.

Инструменты для измерения уровня

— Engg Cyclopedia

EnggЦиклопедия

• Калькуляторы
  • Размер оборудования
  • Размер инструмента
  • Разное
  • Падение давления
  • Размеры трубопровода
  • Физические свойства
  • Преобразование единиц измерения
    • Ускорение
    • Угол
    • Угловая скорость
    • Площадь
    • Угловое ускорение
    • Заряд
    • Ток
    • Плотность
    • Расстояние
    • Энергия
    • Сила
    • Индуктивность
    • Яркость

      00

    • Индуктивность

      0

    • Магнитная индукция
    • Масса
    • Мощность
    • Давление
    • Удельная теплоемкость
    • Температура
    • Теплопроводность
    • Время
    • Крутящий момент
    • Скорость
    • Вязкость
    • Напряжение
    • Объем
• Проектирование процессов Оборудование
• Технологическое оборудование
• Трубопроводы
• Подрядчики и поставщики

• Facebook
• Твиттер

EnggЦиклопедия

• Калькуляторы
  • Размер оборудования
  • Размер инструмента
  • Разное
  • Падение давления
  • Размеры трубопровода
  • Физические свойства
  • Преобразование единиц измерения
    • Ускорение
    • Угол
    • Угловая скорость
    • Площадь
    • Угловое ускорение
    • Заряд
    • Ток
    • Плотность
    • Расстояние
    • Энергия
    • Сила
    • Индуктивность
    • Яркость

      00

    • Индуктивность

      0

    • Магнитная индукция
    • Масса
    • Мощность
    • Давление
    • Удельная теплоемкость
    • Температура
    • Теплопроводность
    • Время
    • Крутящий момент
    • Скорость
    • Вязкость
    • Напряжение
    • Объем
• Технологическое проектирование Оборудование
• Технологическое оборудование
• Трубопроводы
• Подрядчики и поставщики

EnggЦиклопедия

• Калькуляторы
  • Размер оборудования
  • Размер инструмента
  • Разное
  • Падение давления
  • Размеры трубопровода

Часто задаваемые вопросы по измерительным приборам, поддержка | KYOWA

FAQ

Тензодатчик

Преобразователи

Измерительный прибор

Измерительные системы

Программное обеспечение

Регистрация в службе поддержки HP

Мы представляем здесь ответы на часто задаваемые вопросы.

Весь дисплей

Q1При использовании тензодатчика или датчика мне нужен специальный инструмент?

A1

У вас должен быть специальный прибор для измерения деформации.
Поскольку сторона датчика образует мост Пшеничного камня, теоретически можно измерить деформацию, если у вас есть источник питания для подачи напряжения возбуждения и вольтметр для измерения изменения напряжения (разности потенциалов). При рассмотрении таких факторов, как стабильность источника питания, соотношение сигнал / шум и разность потенциалов выходного напряжения, это становится нереалистичным.
Специальный прибор для измерения деформации разработан с учетом этих факторов, что позволяет для удобства регулировать точность на основе деформации.

Q2 Какие типы средств измерений существуют?

A2

В первую очередь, это четыре типа средств измерений, а именно

1. УСИЛИТЕЛЬ ДАТЧИКА: усиливает сигнал преобразователя и выводит напряжение. (Серия DPM-900A, CDV / CDA-900A, MCD-A и т. Д.)
2. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СТАТИЧЕСКОЙ ДЕФИНАЦИИ: например, регистратор данных, способный измерять незначительные изменения деформации.(UCAM-60B / 65B, UCAM-500A и др.)
3. ПРИБОР ДЛЯ ПРИБОРА для динамической деформации: способный регистрировать быстрое измерение деформации (серии PCD-300, серии CTRS-100, EDX-2000B, EDX-100A, EDX-200A, EDX-10A и т. Д.)
4. КОНДИЦИОНЕРЫ ПРИБОРА: указывает физическое количество и имеет выходной контроль. (WGA-650B, WGA-670B, WGA-900A и т. Д.)

Q3 Объяснение статической и динамической деформации

A3

Медленные феномены изменения называются статической деформацией, а быстрые изменения — динамической деформацией.

Q4Какие методы комбинирования преобразователей и измерительных приборов?

A4

Следующие части должны быть проверены соответственно

Q5 В чем разница между измерительным прибором Carrier (AC) и измерительным прибором постоянного тока?

A5

Существует два типа приборов для измерения динамических явлений: мост переменного тока и мост постоянного тока.Характеристики каждого из них следующие:
AC тип DC тип A (DPM-711B)

Q6В чем разница между методом постоянного напряжения и постоянного тока?

A6

Система

постоянного тока с формирователем сигнала обычно используется для подачи постоянного напряжения на мост, и при удлинении кабельного соединения чувствительность уменьшается из-за сопротивления кабеля.
Чувствительность метода постоянного тока, с другой стороны, не уменьшается, потому что он использует постоянный ток, и, согласно закону Ома (V = I R), если сопротивление моста постоянное, то напряжение возбуждения, приложенное к преобразователь остается постоянным.

Q7 Что такое одновременный отбор проб и сканирование?

A7

При измерении нескольких каналов используются два метода: метод сканирования и метод одновременной выборки.
Этот метод был принят прибором для измерения статической деформации для измерения медленно меняющейся деформации.
Метод одновременной выборки — это метод одновременного измерения всех каналов в одно и то же время, устраняющий временную задержку между каналами.
Этот метод был принят для измерительного прибора, измеряющего динамические изменения во временном ряду деформации в деформации момента.

Q8 Определение постоянной калибровки

A8

Калибровочная константа — это коэффициент, используемый для преобразования значения деформации, полученного тензодатчиком, в физическую величину.
В настройке условий измерения для приборов измерения статической и динамической деформации вы можете ввести калибровочную константу, что позволит вам получать данные в физических величинах.

Q9 Определение зарегистрированной калибровочной чувствительности

A9

Приборы кондиционера требуют, чтобы вы вводили номинальную мощность и номинальную мощность для отображения в надлежащем физическом количестве. Этот параметр называется зарегистрированной чувствительностью калибровки.

Q10 Что делать при шуме

A10

В качестве основных мер используется одноточечное заземление.Одноточечное заземление означает заземление одной из серий экранированной части (экранированный кабель и металлический корпус), экранируя ее от внешнего шума. Заземление двух точек из одной и той же экранированной серии создает разность потенциалов, вызывающую протекание тока, что приводит к возникновению шума.
Другие решения можно найти здесь.

Q11 Меня интересуют данные САПР. С кем мне связаться?

A11

Загрузите данные CAD отсюда. Если вы не можете найти данные CAD для необходимого продукта, свяжитесь с нашим торговым персоналом или здесь.

Q12 Я хочу измерить давление пресса с помощью тензодатчика и передать данные в ПЛК через блок аналого-цифрового преобразования. Какой кондиционер лучше всего? Я предпочитаю один с дисплеем давления и аналоговым выходом.

A12

Kyowa Electronic Instruments предоставляет различные кондиционеры. Мы рекомендуем WGA-680A и WGA-710C для вашего случая. Смотрите здесь для более подробной информации.

Q13 Когда я выполняю измерение с подключенным тензодатчиком, должен ли я выводить значение деформации, устанавливая коэффициент 2 для измерительного прибора? Предполагая, что я калибрую данные с коэффициентом калибровки, это коэффициент калибровки, выраженный как «2 / (коэффициент измерения) = приблизительно 0.9? «

A13

Измерительный коэффициент измерительного прибора зафиксирован на 2. Вы можете рассчитать истинную деформацию (ε) из измеренной деформации (ε0) с помощью следующего уравнения.
(ε) = 2,00 / Ks × (ε0), Ks: коэффициент измерения используемого датчика.

Q14Подскажите какие средства измерений поддерживают дистанционное зондирование. Расскажите также о том, как установить коэффициент калибровки при использовании преобразователя, поддерживающего дистанционное зондирование.

A14

Примерами измерительных приборов, поддерживающих дистанционное зондирование, являются CDV-900A, WGA-200A и WGA-710C.При подключении преобразователя, поддерживающего дистанционное зондирование, к измерительному прибору, поддерживающему дистанционное зондирование, используйте калибровочный коэффициент, указанный в техническом описании соски преобразователя. При использовании измерительного прибора, не поддерживающего дистанционное зондирование, выходной сигнал падает из-за сопротивления кабеля, поэтому вам необходимо использовать калибровочный коэффициент для компенсации сопротивления кабеля.

Q15Есть ли способ объединения двух или более потоков двоичных данных (файлов ks2), записанных устройством записи данных, например EXD, в один файл позже и последующего преобразования его в файл CSV?

A15

Программа анализа данных DAS-200A предлагает функцию связывания файлов.
Два или более файла, записанных в синхронной операции (главный и подчиненный), могут быть объединены в один файл.

Q16 Что касается WGI-400A, логика портов ввода / вывода этого продукта схем NPN или PNP? Я рассматриваю возможность подключения устройства ввода PNP к выходу WGI-400A в качестве внешнего устройства.

A16

Логика портов ввода / вывода этого продукта представляет собой схемы NPN. См. Руководство по эксплуатации для получения дополнительной информации.
Загрузите руководство по эксплуатации здесь.

Измерительные приборы | Измерительные приборы и принципы GD&T | Основы GD&T

Измерительный инструмент, который обеспечивает идеальную плоскость в качестве ориентира для измерения. В измерениях GD&T он используется как плоскость, поддерживающая базовую плоскость. Поверхностные плиты обычно изготавливаются из камня (гранита и т. Д.) Или литого железа.
Наиболее распространенным типом поверхностной плиты является поверхностная плита коробчатого типа. Тип поверхностной плиты с наивысшей точностью — это прецизионная поверхностная плита, которая до сих пор используется в качестве основного эталонного прибора для измерений и контроля.

Измерительный инструмент для измерения и сравнения параллельности и высоты. Циферблатный индикатор может детально отображать изменения деформации или эксцентриситета цели. Циферблатные датчики бывают двух типов: шпиндельного типа с ходом в несколько миллиметров и рычажного типа, в котором циферблат используется для увеличения угла поворота кантилевера. Типы цифровых индикаторов, которые отображают измерения в цифровом виде, также используются сегодня. При использовании индикатора часового типа для измерения эталонный размер создается измерительным блоком.

V-образные блоки используются в качестве опоры для круглых или сферических измерительных целей. Их делают из стали или чугуна. Типы включают обычные V-образные блоки, коробчатые блоки с V-образной канавкой и V-образные блоки A-типа. Они используются выборочно в соответствии с особенностями цели и / или целью измерения.

Высотомер используется при обработке деталей и измеряет штампы, инструменты и приспособления. Измерения могут быть точно считаны с помощью шкалы (или цифрового измерителя), основания шкалы и измерителя поверхности.С помощью держателя циферблатного индикатора можно прикрепить стрелочный индикатор часового типа для измерения параллельности, плоскостности и прямолинейности. Для измерений требуется пластина на поверхности, которая будет использоваться в качестве эталона.

Ограничительный калибр проверяет размерные размеры (конечные размеры) деталей машин серийного производства. Функциональный индикатор проверяет максимальное состояние материала.
Координатно-измерительная машина может использоваться для контроля деталей с указанным максимальным состоянием материала. Однако для выполнения 100% проверок и других случаев, когда необходимо проверить большое количество объектов, требуется время.
Использование трех типов датчиков, а именно ограничительного датчика GO, ограничителя NO-GO и функционального датчика, может помочь упростить проверку соответствия / несоответствия размеров и геометрических допусков. Операции проверки просты, также возможны быстрые проверки на месте.

Дом

Бесконтактные приборы для измерения шероховатости поверхности / профиля | Инструменты, используемые для измерения шероховатости | Введение в оборудование для измерения шероховатости

Приборы для бесконтактного измерения шероховатости поверхности / профиля

Бесконтактный измерительный прибор использует свет вместо иглы, используемой в измерительном приборе контактного типа.Эти инструменты бывают нескольких типов, таких как конфокальная интерференция и интерференция белого света, и различаются в зависимости от используемого принципа. Также существует множество детекторов контактного типа, которые были заменены на бесконтактные приборы путем замены зонда оптическими датчиками и микроскопами. Мы будем использовать 3D лазерный сканирующий микроскоп KEYENCE серии VK-X в качестве примера для объяснения принципов конфокальных изображений.

В трехмерном лазерном сканирующем микроскопе используется принцип конфокальности и лазер в качестве источника света для измерения шероховатости поверхности цели.

Система настроена, как показано на рисунке справа. Установите образец на предметный столик XY измерительного блока и выполните 3D-сканирование.

В серии KEYENCE VK-X сканер X-Y встроен в измерительный блок. Источник лазерного света сканирует поверхность цели в направлениях X и Y и получает данные о поверхности.

Принципы сканирования объясняются ниже.

Принцип измерения с помощью трехмерного лазерного сканирующего микроскопа

1. 1. Лазерный луч, излучаемый лазерным источником света, сканирует поверхность цели.
2. 2. Свет лазера отражается от поверхности мишени, проходит через полупрозрачное зеркало и попадает в светоприемный элемент. На этом этапе микроскоп регистрирует интенсивность полученного отражения лазера, а также положение линзы по высоте.Лазерный микроскоп получает 1024 точки данных в направлении X и 768 точек данных в направлении Y и записывает интенсивность и высоту линзы для каждой точки (1024 x 768 = 786432 точки).
3. 3. По окончании сканирования одной поверхности линза объектива перемещается в направлении Z на заданный шаг.
4. 4. То же сканирование поверхности снова выполняется для поверхности, на которую переместилась линза объектива, и интенсивность отраженного света лазера проверяется по 1024 × 768 точкам.Интенсивность отраженного света каждого пикселя сравнивается с интенсивностью отраженного света, записанной в памяти как «v». Если новая интенсивность отраженного света выше, данные об интенсивности отраженного света и данные положения линзы по высоте перезаписываются.
5. 5. Операции шагов (2) — (4) повторяются для указанного расстояния Z.
6. 6. Наконец, для каждого из 1024 × 768 пикселей интенсивность отраженного света и положение линзы по высоте записываются в память в то время, когда было получено самое сильное отражение лазерного света.
7. 7. Для оптических микроскопов WD (рабочее расстояние: расстояние от линзы объектива до цели), когда линза объектива находится в фокусе, является постоянным. Если предположить, что изображение находится в фокусе, когда интенсивность отраженного света максимальна, можно получить трехмерные данные в области наблюдения (1024 × 768 пикселей) микроскопа, сшив вместе положения линз по высоте в разные моменты времени. что изображение было в фокусе, то есть когда интенсивность отраженного света была максимальной.

Точность лазерного 3D-микроскопа

Способность точно считывать пиковое значение интенсивности отраженного света имеет большое влияние на точность измерения лазерных конфокальных систем измерения.

Есть много способов построить конфокальную оптическую систему. Конфокальный метод с отверстиями , используемый в трехмерном лазерном сканирующем микроскопе KEYENCE, объясняется ниже:

При конфокальном методе точечное отверстие помещается перед светопринимающим элементом.Точечное отверстие имеет диаметр всего в несколько десятков микрометров и выполняет функцию блокировки отраженного света, когда изображение не в фокусе.

Когда изображение в фокусе (см. Рисунок ниже), отраженный свет принимается светопринимающим элементом как в обычной оптической системе, так и в лазерной конфокальной оптической системе. Когда изображение не в фокусе, отраженный свет (свет не в фокусе) попадает в светоприемный элемент для обычных оптических систем, но блокируется точечным отверстием при использовании конфокального метода крошечного отверстия. Другими словами, структура такова, что отраженный свет входит в светоприемный элемент только тогда, когда изображение находится в фокусе.

Влияние точечного отверстия на принимаемый свет показано на рисунке справа. При использовании конфокального лазера интенсивность отраженного света достигает максимума в фокусной точке. С другой стороны, нормальная оптическая система дает пологую кривую.

Отсутствие пика в точке фокусировки затрудняет обнаружение цели в фокусе.

Лазерное разрешение по оси XY

Для бесконтактных систем пятно светового луча соответствует стилусу контактных систем. Бесконтактные системы не соприкасаются напрямую с мишенью, поэтому они не имеют таких недостатков, как износ иглы и риск поцарапать образец. Размер диаметра пятна луча важен для точного измерения профиля образца. Как правило, чем меньше диаметр пятна луча, тем меньше деталей, которые можно измерить.

В лазерных микроскопах в качестве источников света используются лазеры, что позволяет создавать очень маленькое пятно луча.

При использовании объектива 150x (N.A. = 0,95) VK-X250, в котором в качестве источника лазерного излучения используется фиолетовый лазер с длиной волны 408 нм, достигает разрешения 0,13 мкм 0,005 мил для плоского пространственного разрешения. Лазерный микроскоп может измерять неровности очень малой ширины, которые нельзя измерить с помощью контактных систем.

Характеристики прибора для бесконтактного измерения шероховатости поверхности и профиля

В дополнение к пунктам, которые уже были объяснены, характеристики бесконтактных типов можно резюмировать, как показано ниже.

Время измерения

С 3D лазерным сканирующим микроскопом требуется примерно 0.1 секунда для сканирования изображения 1024 × 768. Для получения 3D-данных со 100 шагами в направлении Z требуется примерно 10 секунд. Для одной горизонтальной линии данные для 1000 шагов могут быть получены примерно за 1,5 секунды.

Одновременный просмотр изображения наблюдения
профиль и получение полностью сфокусированных изображений высокой четкости

Лазерные сканирующие 3D-микроскопы

получают информацию об интенсивности отраженного лазерного излучения во время измерения (см. Раздел «Принципы измерения в 3D-лазерном сканирующем микроскопе»).Эта информация об интенсивности отраженного лазерного света может использоваться для получения лазерного изображения состояния поверхности цели. Серия VK-X оснащена цветной камерой CCD в дополнение к светоприемному элементу для лазера, что позволяет получать цветные изображения чрезвычайно высокой четкости. Поскольку изображения создаются путем наложения слоев на части, которые находятся в фокусе, можно получать изображения наблюдений, которые конкурируют с изображениями сканирующих электронных микроскопов (SEM). Кроме того, можно проводить наблюдения с полностью сфокусированным цветным изображением путем наложения информации о цвете с цветного ПЗС на лазерное изображение высокой четкости. Изображение этого типа не может быть скопировано с помощью SEM.

Измерения профиля можно легко выполнить, указав точки на изображении наблюдения во время измерения шероховатости или профиля.
Преимущества:

• — Можно точно указать точки измерения.
• — Поскольку профиль и изображение можно проверить одновременно, проверить структуру легко.

На изображении справа показан пример экрана измерения шероховатости трехмерного лазерного сканирующего микроскопа KEYENCE серии VK-X.В системах контактного типа сложно разместить иглу поверх рисунков на печатной плате, но в бесконтактных системах легко указать точки измерения, поскольку эти рисунки можно проверить на экране с помощью микроскопа.

Поддержка крупных целей

С обычными микроскопами обычно невозможно измерять цели, кроме тех, которые можно разместить на предметном столике XY.