Въведение
За инженери и специалисти по качеството, които работят с инструменти за прецизно измерване - повърхностни плочи, прави ръбове, ъглови плочи, V-блокове и подобни инструменти - международната среда на метрологични стандарти може да изглежда сложна. Германските стандарти DIN, японските стандарти JIS, американските стандарти ASME, британските стандарти BS и международните стандарти ISO се отнасят до подобни продукти, но се различават по своите специфични изисквания, дефиниции на степен и изчисления на допустимите отклонения.
Разбирането на тези стандарти, тяхната обща основа и техните ключови разлики е ценно за всеки, който специфицира, закупува или използва прецизни гранитни измервателни инструменти в международна производствена или метрологична среда.
Защо стандартите са важни за прецизните измервателни инструменти
Прецизна повърхностна плоча служи като отправна точка за измервания и монтажи, извършвани върху нея. Неговата плоскост - максималното отклонение от перфектната равнина през работната му повърхност - определя основната точност, която всяко измерване или операция по сглобяване може да постигне. Но без стандартизирана дефиниция за това как се измерва и съобщава равнинността, числото в сертификата за калибриране няма универсално значение.
Органите по стандартизация се занимават с това, като определят: как се определя и измерва плоскостта; кои методи за измерване са приемливи за проверка; какви допустими отклонения за плоскост се прилагат при всяка степен на точност; условия на околната среда (обикновено 20 градуса ± 2 градуса), при които измерванията са валидни; и изисквания за маркировка и документация. Когато тези параметри са определени от признат стандарт, сертификатът за калибриране, позоваващ се на този стандарт, предава точно, международно сравнимо значение.
DIN 876: Германският стандарт
DIN 876 е стандартът на Германския институт за стандартизация за прецизни повърхностни плочи. Той определя четири степени на точност. Степен 0 (Nullplatte) е най-високата, използвана като еталон за калибриране за други повърхностни плочи. Степен 1 е за стаи за прецизни измервания и високо{6}}прецизно производство. Степен 2 е за стандартен контрол на качеството на производството. Степен 3 е степента на работилницата за обща производствена употреба.
Допустимите отклонения на плоскост съгласно DIN 876 се изразяват като функции на диагоналната дължина на повърхностната плоча, което позволява толерансът да се мащабира с размера на плочата. За плоча от клас 0 с диагонал 1000 mm толерансът на плоскост обикновено е в диапазона от 1,5–2,5 µm. За плоча от клас 2 със същия размер допустимото отклонение е приблизително 5–8 пъти по-голямо.
DIN 876 също определя изисквания за покритие на повърхността, скосяване на ръбовете и използването на специфични методи за измерване - включително калибрирани линейки и електронни нивелири - за проверка. DIN 876 е широко използван в европейски и международно ориентиран производствен контекст и е повлиял на развитието на стандартите ISO.
JIS B 7513: Японският стандарт
JIS B 7513 е спецификацията на японските индустриални стандарти за прецизни повърхностни плочи. Подобно на DIN 876, той определя множество класове и предоставя толеранси за плоскост като функция на размерите на плочата. Стандартът определя степен 0, степен 1 и степен 2, като степен 0 представлява най-високата точност.
Формулата за фундаментален толеранс в JIS B 7513 използва размера на дългата страна на повърхностната плоча, а не диагонала, което води до малко по-различни стойности на толеранс за не-квадратни плочи в сравнение с изчисленията по DIN. На практика разликите в изискванията за плоскост между степен 0 по JIS B 7513 и степен 0 по DIN 876 са сравнително малки и повърхностна плоча, проверена по един стандарт в най-високата степен, обикновено е съвместима с еквивалентната степен на другата.
JIS B 7513 е задължителният стандарт за продукти, изнасяни за клиенти в Япония и в голяма част от Източна Азия - Япония, Корея, Тайван и Китай често се позовават на стандартите JIS.
ASME B89.3.7: Американският стандарт
В Съединените щати прецизните повърхностни плочи се управляват от ASME B89.3.7. В исторически план Съединените щати също се позовават на по-старата федерална спецификация GGG-P-463C, която определя степен A (лаборатория), степен B (инспекция) и степен C (инструментална зала). ASME B89.3.7 представлява текущия стандарт на САЩ с подобна тристепенна структура.
Забележително отличие на подхода ASME е неговият акцент върху квалификацията за повторяемост и използването на метода за повторно отчитане за калибриране, в допълнение към плоскостта. Стандартът също така изрично разглежда влиянието на условията на опора върху измерванията на равнинността - по-специално използването на точките на Бесел, математически определени опорни места, които минимизират-огъването на плочата от собственото тегло.
Американските клиенти и компаниите, търгуващи с пазара на САЩ, обикновено посочват съответствие с ASME B89.3.7 в документите за обществена поръчка.
ISO стандарти и международна хармонизация
Международната организация по стандартизация (ISO) разработва стандарти, предназначени за глобално приемане. ISO 8512 покрива изискванията за прецизни повърхностни плочи и е структуриран подобно на DIN 876 по отношение на дефинициите на степента и философията на толеранса.
В много случаи националните комитети по стандартизация участват в разработването на стандарти ISO и националните стандарти могат да бъдат актуализирани, за да се приведат в съответствие със съответния стандарт ISO. Този процес на хармонизиране намалява несъответствията между стандартите с течение на времето, което улеснява производителите и лабораториите да задоволят множество клиенти с един подход за калибриране.
За компании, работещи на световните пазари, уточняването на съответствие с ISO 8512 осигурява най-широко международно признание, докато допълнително цитиране на съответствие с DIN 876 или JIS B 7513 се отнася до специфични регионални изисквания.
Стандарти за други инструменти за измерване на гранит
Освен повърхностните плочи, други гранитни инструменти за измерване също се управляват от национални и международни стандарти.
Правите ръбове от гранит са обхванати от DIN 874 и JIS B 7514. Тези стандарти определят степени и толеранси на плоскост, подобни на стандартите за повърхностни плочи, мащабирани до съответните размери.
Гранитните ъглови плочи и прецизните квадрати са адресирани от DIN 875 и еквивалентни стандарти JIS. Допустимите отклонения на перпендикулярността се определят като функция на дължината на рамото на квадрата.
Гранитните V-блокове са обхванати от DIN 6321 и JIS B 7731. Изискванията за качество и толеранс отразяват специфичната геометрия на приложенията на V-блокове.
За всички тези типове инструменти основните методи за измерване - с помощта на автоколиматори, електронни нивелири и лазерни интерферометри - са дефинирани в съпътстващи стандарти, които гарантират последователност в начина, по който се проверява съответствието.
Проследяемост на калибрирането между стандартите
Независимо от кой стандарт е проверен инструментът за прецизно измерване, калибрирането трябва да бъде проследимо до националните стандарти за измерване. В Германия това е Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB). В Съединените щати, Националният институт за стандарти и технологии (NIST). В Япония, Националният метрологичен институт на Япония (NMIJ). В Обединеното кралство, Националната физическа лаборатория (NPL).
Когато доставчик предостави сертификат за калибриране за прецизна гранитна повърхностна плоча, този сертификат трябва да идентифицира използвания стандарт за измерване, използваните инструменти и методи, условията на околната среда по време на измерването, несигурността на измерването и изричната проследимост до назован национален или международен стандарт.
Практическо ръководство за обществени поръчки
За инженерите и професионалистите по доставките, които избират прецизни гранитни повърхностни плочи или измервателни инструменти, няколко практически съображения следват от разбирането на пейзажа на стандартите.
Първо, посочете ясно приложимия стандарт и степен в документите за обществената поръчка. Простото искане на повърхностна плоча „клас A“ е двусмислено - степен A по GGG-P-463C и степен 0 по DIN 876 имат различни изисквания. Посочването на "DIN 876 степен 0" премахва двусмислието.
Второ, изисквайте сертификати за калибриране, които посочват стандарта за измерване, използваните инструменти и веригата за проследяване на калибрирането. Сертификат, който гласи само „отговаря на спецификацията“ без тези подробности, не предоставя достатъчно информация за оценка на несигурността на измерването.
Трето, помислете за средата за крайна-употреба. Повърхностна плоча, използвана в акредитирана по ISO 17025 лаборатория за калибриране, изисква различна документация и проследимост от тази, използвана на производствения етаж за входяща проверка, дори ако и двете са определени за една и съща степен на плоскост.
Заключение
Стандартите, които управляват прецизните гранитни измервателни инструменти - DIN 876, JIS B 7513, ASME B89.3.7, ISO 8512, и съпътстващите ги стандарти за други типове инструменти - предоставят рамката, която прави международната търговия с прецизни инструменти значима и надеждна. Разбирането на тези стандарти, техните структури на степени, техните подходи за толерантност и връзката им с проследимостта на калибрирането помага на инженерите и професионалистите по качеството да вземат по--информирани решения относно спецификацията, доставката и използването на прецизно измервателно оборудване.
Тъй като производството и метрологията стават все по-глобално интегрирани, познаването на основните рамки на международните стандарти е все по-ценна компетентност за техническите специалисти в осигуряването на качеството, прецизното производство и метрологията.