Черт. 6
В результат измерения далее должна быть введена поправка на отличие длин волн в условиях измерения от их длин в нормальных условиях
= [0,932 (/—,20)—0,358 (р —760) + 0,056 (е — 10)] L • 10~6, (6)
где t, р и е — температура (°С), давление (мм рт. ст.) и влажность воздуха (мм рт. ст.).
Поправку дД. можно определять также по специальной линейке, часть которой показана на черт. 7.
Черт. 7
При определении по формуле (6) или по линейке черт. 7 температуру воздуха принимают равной температуре меры.
Для приведения результата измерений к нормальной температуре 20°С должна быть введена поправка
8£а = а • Л(20-/н), (7) где а — температурный коэффициент линейного расширения меры;
L — номинальная длина концевой меры;
tM— температура концевой меры.
Примечания: 1. Значение ТКЛР для стальных мер по ГОСТ 9038—73 принимают равным 11,5-10-6К-1; для твердосплавных мер по ГОСТ 13581—68 — выбирают из выпускного аттестата (паспорта).
При необходимости значение ТКЛР мер с погрешностью до ±0,1-10~6К_| может быть определено по результатам измерения их длины абсолютным интерференционным методом при различных температурах, отличающихся от 20 °С на ±5 °С (см. справочное приложение 20).
Кроме того, в результат измерения должны быть внесены поправки:
на размер входной щели интерферометра по формуле где а и b — длина и ширина щели;
F — фокусное расстояние объектива коллиматора;
на разнородность измерительной поверхности меры и поверхности, притертой к ней вспомогательной пластины:
для пары сталь-стекло или сталь-кварц
йЛ¥ = +0,02 мкм, (9)
для пар сталь-сталь и твердый сплав-стекло
Щ = 0. (9)
Отклонение действительной срединной длины меры при 20°С от ее номинальной длины должно быть подсчитано по формуле
oZ<20 = оА= ф- 6/д ф- ф- 8L0 -ф . (19)
Примеры расчетов bL20 и Ь20 приведены в обязательном приложении 15 (примеры 3 и 4).
Определение срединной длины и отклонения от плоскопараллельное™ образцовых концевых мер 1-го разряда должно быть произведено независимо друг от друга двумя наблюдателями при каждой из двух притирок вспомогательной пластины сначала к одной, а затем к другой измерительной поверхности меры. За результат измерения принимают среднее арифметическое из 4 или более результатов, полученных обоими наблюдателями.
Расхождение между средними из результатов измерений каждого наблюдателя не должно превышать половины предела допускаемой погрешности измерений длины, установленного для образцовой меры 1-го разряда данной номинальной длины.
Определение срединной длины образцовых концевых мер 1-го разряда методом сравнения с рабочими эталонами производят таким же образом, как измерение длины образцовых концевых мер 2-го разряда методом сравнения с образцовыми концевыми мерами 1-го разряда (пп. 3.6.2 — 3.6.6 и 3.7.2 — 3.7.8).
Отклонение длины концевой меры от номинального значения 6Ln принимают равным сумме абсолютного значения отклонения срединной длины меры при 20 °С бЛго, определенного по (10), и половины отклонения концевой меры от плоскопараллельности 6/, определенного по формуле (3)
ZLn = I 8Г20 14-0,5. 8/-.
Отклонения длины образцовых концевых мер не должны превышать значений, указанных в ГОСТ 9038—73 для мер класса точности 2.
Определение отклонения от плоскопараллельности, срединной длины и отклонения длины от номинальной образцовых концевых мер 1-го разряда длиной свыше 100 мм.
Определение срединной длины и отклонения от плоскопараллельности образцовых концевых мер 1-го разряда длиной свыше 100 мм производят на установке с горизонтальным интерферометром ВНИИМ (см. обязательное приложение 10).
Сначала отсчитывают температуру меры и эталона (см. справочное приложение 17), атмосферное давление, температуру и давление воздуха в пбмеїцении, устанавливают нуль по шкале микроманометра 8 (черт. 3 обязательного приложения 10), закрывают кран 9 и, изменяя насосом 10 давление воздуха в эталоне, добиваются совмещения ахроматических полос двух систем полос, как показано на черт. 2, в обязательного приложения 10.
Производят 3-4 совмещения ахроматических полос и отсчитывают 3-4 показания по шкале'микроманометра 8.
Затем приводят давление внутри эталона к атмосферному, открывают кран 9 и отсчитывают смещение указателя с нуля шкалы.
Вычисляют среднее арифметическое 3-4 отсчетов, вносят в него поправку на смещение нуля и по графику градуировки микроманометра (см. справочное приложение 18) определяют изменение оптической длины эталона 8L в мкм на 1 м длины.
Значение 67. при уменьшении давления воздуха в эталоне отрицательно, при увеличении — положительно.
Снова производят отсчеты температуры концевой меры и интерферометра, температуры и давления воздуха и вычисляют их средние значения /м, 7И, р, t.
Отклонение срединной длины концевой меры при 20 °С от ее номинальной длины 57.2о в мкм вычисляют по формуле
8£20 = [ ЮВ/20 + 87. + аи (/„ - 20) - ам (7М - 20) +
+ 0,938 (tu- /„)] • L, (11)
• где б/2о — отклонение действительной длины интерферометра Фабри-Перо при 20°С от номинальной длины 100 мм, мкм;
аи и ай — ТКЛР интерферометра и концевой меры, К-1;
L — номинальная длина концевой меры, м.
Определение отклонения длины интерферометра Фабри- Перо при 20 °С от номинальной проводят как определение срединной длины концевых мер 1-го разряда длиной до 100 мм (пп. 3.4.4.2 — 3.4.4.8) методом совпадения дробных частей порядков интерференции є в центре интерференционных колец равного наклона. Поправку принимают равной нулю. Определение дробных частей порядков интерференции проводят либо фотографированием колец равного наклона, либо фотоэлектрической регистрацией их.
При фотографировании колец равного наклона входную щель интерферометра (см. черт. 1 обязательного приложения 10) раздвигают по горизонтали до размера 5—6 мм, вводят откидное зеркало 13 и фокусируют изображение щели, вырезающей центральную часть концентрических интерференционных колец, на фотопленку 15.
Получив изображения колец в нескольких спектральных линиях, проводят измерение их диаметров с помощью компаратора типа ИЗА или измерительного микроскопа.
Значение є определяют по формуле
где k — число- измеренных диаметров, S=jDi2 + £>22+. . .+П;г2,
s = n22+2D32+ ... + (k— l)Dft2, o=l2 + 22+ ... + (k— I)2, p= 1 +2+ . .. + (k— 1).
Для k = 5: o = 30 и p= 10.
При определении є в центре колец равного наклона при фотоэлектрической регистрации интерференционных полос щель 7 (черт. 3 обязательного приложения 10) ограничивают до квадратной, размером 0,8 X 0,8 мм2, вместо кассеты с фотопленкой вставляют фотоэлектронный умножитель 1, на катод которого попадает изображение центра интерференционных колец. Кран 9 поворачивают в положение «фотоэлектрическая регистрация», включают усилитель постоянного тока 12—14, устанавливают указатель чувствительного усилителя 14 на 4-10-9 А/мм, а указатель скорости движения ленты самописца 13 — на 0,1 или 0,2 мм/с. Включают выпрямитель типа ВС-9 и устанавливают выходное напряжение, соответствующее нормальной работе ФЭУ; подают высокое напряжение на делитель ФЭУ, при этом стрелка показывающего прибора на передней панели 12 должна отклониться на 30—40 мм; при закрывании входной щели 7 стрелка должна отклониться не более чем на 5 мм; в противном случае уменьшают или увеличивают напряжение на делителе ФЭУ.
Устанавливают кран 16 микроманометра — датчика атмосферного давления 15 в положение «Атмосфера», при этом световой указатель его должен быть установлен на нуль шкалы так, чтобы часть света от него попадала на один из фотоэлементов в схеме усилителя типа Ф-16 (в этом случае включение осветителя микроманометра приводит к резкому отклонению стрелки прибора 12 в одну сторону, а выключение — в другую сторону). После этого переводят кран 16 в положение «Регистрация» и включают мотор 17 насоса 19.
Включают мотор лентопротяжного механизма самописца 14 и запись отклонения, для чего нажимают и поворачивают кнопку.на панели блока 12. Через некоторое время автоматически произойдет переключение направления вращения электромотора 17 и давление начнет изменяться в другую сторону, при этом на ленте самописца будут регистрироваться интерференционные максимумы и минимумы. В момент, когда давление становится равным атмосферному, перо самописца сделает выброс-отметку. Через 5—8 мин направление вращения электромотора автоматически снова изменится на обратное, и снова будут регистрироваться интерференционные максимумы и минимумы, а в момент прохождения указателя микроманометра через нуль шкалы перо самописца сделает выброс-отметку (черт. 8).
З
Z є = ,
/.
начение є определяют по положению отметок на регистрограм- ме относительно двух последовательных интерференционных максимумов и направлению изменения давления: при возрастании порядок интерференции N увеличивается, при уменьшении давления — уменьшается:где I — расстояние от отметки до центра максимума А;
L — расстояние между максимумами N и А+ 1.
Определение є для каждой спектральной линии проводят и при увеличении давления, и
при его уменьшении, ерт' а за результат при
нимают их среднее арифметическое.
Повторные измерения длины интерферометра Фабри-Перо допускается проводить при определении є только для двух спектральных линий, например, зеленой и фиолетовой кадмия-114 или ртути-198.
. Измерение отклонения, от плоскопараллельности корневых мер на горизонтальном интерферометре ВНИИМ производят так же, как и на интерферометре Кестерса в пп. 3.4.3.1 —3.4.3.2.
При этом измерение разности длин концевой меры вдоль длинного 6/1 и вдоль короткого 6/г ребра измерительной поверхности должно быть произведено дважды — при расположении меры на опорах сначала одной (б// и б/г7), а затем другой своей узкой нерабочей поверхностью (б//7 и б/г").
В обоих положениях меры добиваются, чтобы полосы в поле зре- < ния интерферометра на поверхности вспомогательной пластины были расположены горизонтально и чтобы обе системы полос, на пластине и на мере, двигались в одну и ту же сторону при одном и том же направлении движения относительного зеркала.
Отсчетам и 6/2" приписывают, например, знак « + », если полосы на пластине шире полос на мере, и знак «—», если полосы на пластине уже полос на мере.
Отсчетам б/г7 и б/г" приписывают знак « + »,■ если полосы на мере наклонены в одну сторону, и знак «—», если они наклонены в другую сторону.
Тогда отклонение от плоскопараллельности меры б/ определяют . по формуле
8/ = 0,5 I 8// — 8// I + 0,5 I о/27 - 8/2" | . (13)
Определение отклонения от плоскопараллельности, срединной длины и отклонения длины от номинальной образцовых концевых мер 2-го разряда и рабочих концевых мер класса точности 0 длиной до 100 мм.
Определение длины и отклонений от плоскопараллельности образцовых концевых мер 2-го разряда и рабочих класса точндсти 0 длиной до 100 мм производят сравнением их с образцовыми концевыми мерами длины 1-го разряда с помощью интерферометра Кестерса (см. обязательное приложение 1) или двойного контактного интерферометра модели 272 (см. обязательное приложение 12).
На столике интерферометра Кестерса должны быть установлены притертые рядом друг с другом поверяемая (П) и исходная (И) концевые меры, выдержанные предварительно согласно требованиям табл. 3, так, чтобы в поле зрения интерферометра поверяемая мера была видна над исходной.
Примечание. При притирании концевых мер длиной свыше 20 мм к вспомогательной пластине сначала притирают исходную меру и стадят ее на зеркало, а затем притирают поверяемую меру, наблюдая в зеркале изображение притираемой поверхности и контролируя качество притирки.
Корпус интерферометра (см. черт. 1 обязательного приложения 1) или его столик (черт. 2 обязательного приложения 1) пе
ремещают так, чтобы указатель 10 располагался примерно посредине поверяемой меры. Соответствующими наклонами столика устанавливают вертикально интерференционные полосы, наблюдаемые на поверхности пластины, так, чтобы на измерительных поверхностях концевых мер было видно по 3—5 интерференционных полос, а при легком нажиме на зрительную трубу полосы двигались слева направо.
Интерференционные полосы на поверхностях сравниваемых мер могут быть непараллельны полосам на пластине (черт. 9).
Определение отклонения от пло-
с копараллельности поверяемой концевой меры в этом случае проводят независимо от образцовой меры способом, приведенным в пп. 3.4.3.1 и 3.4.3.2.
Совместив середину темной полосы на поверяемой концевой мере с вертикальной линией перекрестия, отсчитывают смещение вертикальной линии от середины темной полосы на исходной мере, первой слева от этой линии. За единицу принимают расстояние между полосами на исходной мере. Смещение еи отсчитывают для нескольких спектральных линий. Разность срединных длин сравниваемых мер ААС определяют методом совпадения дробных частей порядков интерференции, как в пп. 3.4.4.3 и 3.4.4.4, принимая ДЛс = ААе, a АД вычисляя по формуле (5) или по линейке-номограмме. Дробные части порядков интерференции ев определяют по таблицам обязательных приложений 3, 5, 7 или 9 для длины L, равной разности номинальных длин мер,-
