Zastosowanie analitycznej metody obliczania przedziału rozszerzenia do oceny niepewności pomiaru małych średnic zewnętrznych laserowym przyrządem skanującym

pol Article in Polish DOI:

send Paweł Fotowicz *, Ryszard Jabłoński ** * Główny Urząd Miar ** Politechnika Warszawska

Download Article

Streszczenie

W artykule omówiono praktyczne zastosowanie analitycznej metody obliczania niepewności pomiaru. Metoda umożliwia wyznaczanie niepewności zgodnie z przyjętą definicją przedziału rozszerzenia. Wykorzystano ją do analizy wyniku pomiaru uzyskanego przy użyciu laserowego przyrządu skanującego. Przyrządy te należą do kategorii bezstykowych urządzeń pomiarowych wykorzystujących zogniskowaną wiązkę laserową. Na ogół stosuje się je do pomiaru elementów maszynowych, takich jak druty lub włókna. Zasada działania przyrządów polega na pomiarze czasu przesłonięcia wiązki laserowej przemiatanej wzdłuż mierzonego wymiaru. Mierzony obiekt nie ma ustalonej pozycji i może przemieszczać się w trakcie pomiaru w określonym obszarze pomiarowym. Powoduje to powstawanie błędu systematycznego pomiaru. Błąd ten traktowany jest probabilistycznie jako część przedziału rozszerzenia. Jego wartość graniczna została wyznaczona na postawie analizy matematycznej przeprowadzonej w oparciu o poznane zjawiska związane z pomiarem, wykorzystując rozwiązania stosowane w dziedzinie optyki laserów.

Słowa kluczowe

metrologia, niepewność pomiaru, optyka laserów

Application of an analytical method for calculating a coverage interval to evaluation the measurement uncertainty of small diameter obtained using a laser scanning instrument

Abstract

Practical application of the analytical method for calculating the measurement uncertainty are presented. The method enables determination of uncertainty in accordance with the probabilistic definition of the coverage interval for a measurand. The method was used to analysis of a contactless measurement of small diameters with a laser scanning instruments. These instruments are often used to measure geometrical dimensions of workpieces such as wires or fibers. The working principle of the instruments is based on measuring time of shading of the laser beam that is swept across such objects, which is proportional to the size of the measured object. The object can be moved within the area of measurement. A change in the position of an object is the source of a systematic error of measurement, which is treated probabilistically as a component of the coverage interval. Its maximum value is estimated with the use of mathematical analysis based on known physical phenomena occurring in laser optics techniques.

Keywords

laser optics, measurement uncertainty, metrology

Bibliography

  1. Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement. ISO 1995.
  2. Evaluation of measurement data - Supplement 1 to the Guide to the expression of uncertainty in measurement - Propagation of distributions using a Monte Carlo method. BIPM JCGM 101:2008.
  3. Międzynarodowy słownik metrologii. Pojęcia podstawowe i ogólne oraz terminy z nim związane (VIM). Projekt normy PKN-ISO/IEC Guide 99.
  4. P. Fotowicz: Obliczanie niepewności rozszerzonej metodą analityczną opartą na splocie rozkładów wielkości wejściowych. PAR nr 1 (2005).
  5. P. Fotowicz, R. Jabłoński, M. Dźwiarek: Przyrząd do pomiaru średnicy włókien światłowodowych. Mechanik nr 7 (1988).
  6. P. Fotowicz: Nowe podejście w dziedzinie wyrażania niepewności pomiaru. Pomiary Automatyka Robotyka nr 7-8 (2006).
  7. R. Jóźwicki: Optyka laserów. WNT 1981.