Способ получения меры для поверки приборов неразрушающего контроля

 

Изобретение относится к области измерительной техники, метрологическому обеспечению технических средств неразрушающего контроля. Цель - повышение точности, достигается благодаря тому, что при получении меры для поверки приборов неразрушающего ко нтрОля п1эдбор значений параметра контрольного образца осуществляют отбором из совокупности контрольных образцов с нормированными дефектами группы не менее, чем из трех образцов, для которых показания прибора лежат вблизи соответствующего значения параметра. Разрушают все образцы этой группы, за исключением одного, значение параметра которого является средним в группе. Измеряют методом прямого контроля значения параметра разрушенных образцов , вычисляют по результатам измерения среднее значение параметра Vf приписывают это значение оставшемуся образцу. Способ позволяет повысить точность полученной меры и, соответственно, точность калибровки и поверки приборов неразрушающего контроля. с/ С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

- (я)5 G 01 N 27/90

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В (21) 4733631/28 (22) 11.05.89 (46) 07.08.92. Бюл. N. 29 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Физико-механического института АН УССР (72) В,Н.Учанин, Ю,В.Поздняков и Ю.Н.Агапов

l (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1084665, кл. G 01 N 27/82, 1981.

Авторское свидетельство СССР

N 1188632, кл. 6 01 N 27/90, 1984. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕРЫ ДЛЯ ПОВЕРКИ ПРИБОРОВ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО

КОНТРОЛЯ (57) Изобретение относится к области измерительной техники, метрологическому обеспечению . технических средств неразрушающего контроля. Цель — повышение точности, достигается благодаря тому, Изобретение относится к измерительной технике, в частности к методам и средствам неразрушающего контроля, и может быть использовано для метрологического обеспечения технических средств неразрушающего контроля.

Известен способ изготовленйя контрольного, образца для дефектоскопов, заключающийся в том, что на изделии выбирают бездефектный участок и наносят на него поверхностный искусственный дефект, причем на выбранном участке выполняют отверстие, вводят в него химическое вещество и вытравливают полость, иммитирующую искусственный подповерхностный дефект, й,, 1753394 А1 что при получении меры для поверки приборов неразрушающего контрбля подбор значений параметра контрольного образца осуществляют отбором из совокупности контрольных образцов с нормированными дефектами группы не менее, чем из трех образцов, для которых показания прибора лежат вблизи соответствующего значения параметра. Разрушают все образцы этой группы, за исключением одного, значение параметра которого является средним в группе. Измеряют методом прямого контроля значения параметра разрушенных образцов, вычисляют по результатам измерения среднее значение параметра и приписывают это значение оставшемуся образцу. Способ позволяет повысить точность полученной меры и, соответственно, точность калибровки и поверки приборов нераэрушающего контроля, Недостатком способа являются нйзкая точность и невозможность его применения для настройки и калибровки электромагнитных приборов неразрушающего контроля, работающих в широком диапазоне. При этом параметры искусственного дефекта неизвестны вплоть до разрушейия образца, что не позволяет испольэовать такой образец для калибровки приборов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ настройки, калибровки и поверки приборов электромагнитного контроля качества изделий, заключающийся в том, что преобразователь поверяемого прибора устанавливают на модель контролируемого

1753394 объекта и изменяют ее электромагнитный параметр на заданную величину, причем изменение электромагнитного параметра осуществляют нагревом или охлаждением модели контролируемого объекта и по зависимости электромагнитного параметра от температуры нагретой или охлажденной модели контролируемого объекта оценивают показания прибора электромагнитного контроля качества.

Недостатком способа является низкая точность, обусловленная тем, что суждение о погрешности прибора выносится на основании изменения электромагнитного параметра модели на заданную величину путем изменения температуры модели. Положенная в оснсву известного способа.зависимость между значением электромагнитного параметра модели и ее температурой является приближенной и, кроме того, подвержена влиянию внешних воздействий. В связи с этим полученная при использовании известного способа оценка погрешности средств контроля непосредственно зависит от разброса зависимостей между магнитными параметрами отдельных моделей и их температурой, временной стабильности этих зависимостей, устойчивости этих зависимостей к воздействию внешних влияющих факторов.

Недостатом известного способа также является ограниченная величина рабочего диапазона, в котором может быть осуществлена настройка и калибровка прибора по этому способу. Это связано, с тем, что даже при изменении температуры модели в широком диапазоне ее электромагнитный параметр изменяется на весьма малую величину (в узком диапазоне). Кроме того, для некоторых подлежащих контролю образцов изменение температуры в широком диапазоне противопоказано иэ-эа влияния температуры на характеристики образца, что является источником дополнительной погрешности. Это сужает функциональные возможности известного способа и делает неэффективным его использование для настройки, калибровки и поверки приборов, предназначенных для неразрушающего контроля образцов иэ различных материалов с дефектами произвольных размеров и формы, Цель изобретения — повышение точности калибровки и поверки.

Поставленная цель достигается тем, что известный способ настройки, калибровки и поверки приборов для неразрушающего контроля, заключающийся в том, что датчик поверяемого прибора вводят во взаимодействие с образцом контролируемого объекта и по изменениям электромагнитного параметра оценивают погрешность прибора. дополнен последовательностью операций, согласно которой подбор значений пара5 метра осуществляют отбором из совокупности контрольных образцов с нормированными дефектами группы, состоящей не менее, чем из трех образцов, для которых показания лежат вблизи соответст10 вующего значения параметра, разрушением всех образцов группы, за исключением одного, значение параметра которого является средним в группе, измерением методом прямого контроля значений параметра

15 разрушенных образцов, вычислением по результатам измерения среднего значения параметра и приписыванием этого значения оставшемуся образцу, Способ осуществляется следующим об20 разом, Предварительно выполняют последовательность операций по калибровке прибора. Для этого набирают совокупность из подлежащих контролю образцов с дефекта25 ми, а затем подвергают контролю последовательно каждый из образцов, входящих в совокупность. Контроль осуществляют при помощи исследуемого прибора для неразрушающего контроля. При этом записывают

30 показания прибора для каждого из образцов и упорядочивают совокупность образцов, располагая их в порядке возрастания показаний прибора. Затем. создают первую групповую меру, для чего отбирают из сово35 купности первую группу, состоящую не менее, чем из трех образцов, для которых показания прибора близки и лежат вблизи нижней границы диапазона изменения показаний прибора, Если из первоначального, 40 объема невозможно выбрать по крайней ме. ре три образца, удовлетворяющих указанным условиям, вследствие слишком большого разброса, удваивают объем первоначально набранной совокупности. После

45 этого разрушают все отобранные образцы первой группы, кроме одного, показание прибора для которого лежит в середине диапазона изменения показаний прибора для образцов, отобранных в первую группу. Да50 лее измеряют методами непосредственного контроля значение контролируемого параметра для разрушенных образцов и вычисляют среднее значение из измеренных значений контролируемого параметра для

55 разрушенных образцов. После этого приписывают полученное значение контролируемого параметра одному оставшемуся неразрушенным образцу из первой группы.

Этот образец именуют первым калибровочным образцом и включают его в комплект

1753394 нения показаний прибора для всей пе первоначально набранной совокупности. об поставки прибора для проведения периодической калибровки в нижней части рабочего диапазона контроля. Далее формируют вторую групповую меру, для чего отбирают иэ совокупности вторую группу, состоящую не 5 менее, чем иэ трех образцов, для которых показания прибора близки и лежат вблизи верхней границы диапазона изменения показаний прибора. Аналогично процессу формирования первой групповой меры, уд- 10 ваивают объем первоначально набранной совокупности в. случае, если из первоначального объема невозможно выбрать по крайней мере три образца, удовлетворяе мых указанным условиям. После этого раз- 15 рушают все отобранные образцы второй группы, кроме одного, показание прибора для которого лежит в середине диапазона изменения показаний приборов для образцов, отобранных во вторую группу, и изме- 20 ряют методами непосредственното конт„-оля значение контролируемого параметра для разрушенных образцов. Далее вычисляют среднее значение из измеренных значений контролируемого параметра 25 для разрушенных образцов и приписывают полученное значение контролируемого параметра оставшемуся неразрушенным образцу из второй группы, Этот образец именуют вторым калибровочным образцом 30 и включают его в комплект поставки прибора для проведения периодической калибровки в верхней части рабочего диапазона контроля. После этого осуществляется собственно калибровка прибора в нижней час- 35 ти его рабочего диапазона контроля. Для этого подвергают контролю-первый калибровочный образец и устанавливают органа- ми регулировки прибора показание индикатора, равное приписанному первому 40 калибровочному образцу. Калибровка прибора в верхней части рабочего диапазона осуществляется тем, что подвергают контролю второй калибровочный образец и устанавливают при этом органами 45 регулировки прибора показание индикатора, равное приписанному второму калибровочному образцу. После выполнения этих операций калибровка завершена, прибор откалиброван в двух точках рабочего диапа- 50 эона. После этого поверяют прибор в произвольно выбранной, например, средней точке рабочего диапазона контроля, Для этого выбирают иэ первоначально на= бранной совокупности поверочный обра- 55 зец, для которого показания прибора, полученные при первичном контроле, лежат, например, в середине диапазона измеЗатем подвергают контролю выбранный поверочный образец при помощи прибора уже предварительно откалиброванного в двух точках рабочего диапазона контроля; записывают показания индикатора прибора для выбранного поверочного образца, после чего разрушают поверочный образец и измеряют методами непосредственного контроля значение контролируемого параметра для этого разрушенного поверочного образца. Оценку абсолютной погрешности прибора в выбранной точке рабочего диапазона контроля вычисляют как разность между измеренным- методамй непосредственного контроля значением контролируемого параметра разрушенного поверочного образца и предварительно полученным показайией прибора для этого же поперечного образца, После получения оценки погрешности поверка прибора окончена; Далее определяют оценку nopora чувствительности прибора. Для этого отбирают третью группу образцов с искусственно. созданными дефектами. При изготовлении этих образцов значение контролируемого параметра целенаправлено изменяют, монотонно уменьшая его"ОТ Однбго образца к другому, начиная со значения контролируемого параметра, лежащего вблизи нижней границы рабочего диапазона контроля. Образцы третьей группы упорядочивают, располагая их в порядке уменьшения значений контролируемого параметра и подвергают контролю при помощи предварительно откалиброванного в двух точках рабочего диапазона и поверочного прибора.

Контролируют последовательно каждый из образцов третьей группы, начиная с образца с максимальным для третьей группы значением контролируемого параметра и идентифицируют образец третьей группы с минимальным значением контролируВмого параметра, обеспечивающий изменение состояния индикатора прибора при вьеолнении контроля, после чего разрушают этот образец, измеряют методами непосредственного контроля значение контролируемого параметра для разрушенного образца и определяют оценку порога чувствительности прибора, как измеренное значение контролируемого параметра разрушенного образца.

Для повышения точности и достоверности результатов поверки, определяют количество исследуемых точек рабочего диапазона контроля и повторяют процедуру поверки прибора для каждой из выбранных точек диапазона. Для этого выбирают иэ рвоначальной набранной совокупности раэцов группу поверочных образцов, чис 1753394 ло которых равно количеству исследуемых точек, При этом распределение значений контролируемого параметра, определяемых показаниями прибора, полученными при первичном контроле отобранных образцов, 5 по диапазону их изменения должно быть подобно распределению исследуемых точек по рабочему диапазону контроля. Далее подвергают контролю последовательно все отобранные поверочные образцы при помо- 10 щи прибора, предварительно откалиброванного в двух точках рабочего диапазона контроля, и записывают показания индикатора прибора для каждого из поверочных образцов. Все поверочные образцы разру- 15 шают, и измеряют методами непосредственного контроля значения контролйруемого параметра для каждого иэ них, после чего вычисляют оценки абсолютной погрешности для каждой из исследуе- 20 мых точек рабочего диапазона контроля, как разности между измеренными методами непосредственного контроля значениями контролируемого параметра для разрушенных поверочных образцов и предварительно 25 полученными показаниями прибора для тех же поверочных образцов, Для сокращения затрат времени на выполнение калибровки и поверки, а также для упрощения практической реализации спо- 30 соба, способ может быть реализован с использованием образцов с искусственными дефектами. Для этого набирают совокупность из специально изготовленных образцов с дефектами, созданными 35 искусственно, причем при изготовлении этих образцов значение контролируемого параметра целенаправлено изменяют, монотонно увеличивая или уменьшая его от одного образца к другому таким образом, 40 чтобы перекрыть весь диапазон возможных изменений контролируемого параметра в образцах с реальными дефектами. Совокупность из оставшихся после первичной поверки образцов с искусственно созданными .45 дефектами включают в комплект поставки прибора для быстрого выполнения его периодической калибровки и поверки в произвольно выбранных точках рабочего диапазона в произвольно выбранные мо- 50 менты времени на протяжении срока эксплуатации прибора. Это существенно облегчает проведение периодической поверки прибора и решает проблему метрологического обеспечения измерений. 55

После выполнения операций способа по калибровке прибор настроен, откалиброван и готов для выполнения контроля. При этом основная погрешность прибора в двух точка калибровки., т,е. при двух значениях входного (контролируемого) параметра, лежащих вблизи границ рабочего диапазона, весьма мала и определяется, в основном, собственной погрешностью групповых мер.

Под собственной погрешностью групповых мер, в данном случае, понимается погрешность воспроизведения калибровочными образцами групповых мер приписанных им значений контролируемого параметра. Эта погрешность может быть количественно оценена через погрешность поверки групповой меры, которая предварительно была произведена более точными методами непосредственного, контроля. Наиболее существенными факторами, определяющими значение этой погрешности, являются точность используемых методов контроля, количество образцов, составляющих групповую меру, и степень их идентичности по контролируемому параметру.

Для поверки прибора необходимо получить оценки его точностных характеристик в рабочем диапазоне измерения. При необходимости получения поправочной кривой (или таблицы поправок) желател ьн ым является также получение оценок погрешности прибора в нескольких точках диапазона.

Для этого предварительно определяют по известным методикам число поверяемых точек и повторяют для каждой из них процедуру поверки, Отбор поверочных образцов производится таким образом, чтобы полученные при первичном контроле однородности образцов показания прибора были по возможности более или менее равномерно распределены по рабочему диапазону (в диапазоне изменения их значений) между определенными ранее минимальным и максимальным показаниями, При этом в число отобранных образцов можно включить по одному образцу из числа входящих в первую и вторую групповые меры, а также образцы с минимальным и максимальным, показаниями прибора, На заключительном этапе нормируют основную абсолютную погрешность прибора двучленной формулой, аппроксимируя линейной зависимостью полученную при поверке зависимость погрешности прибора от контролируемого параметра. Кроме того, составляют индивидуальную таблицу поправок для поверяемого прибора в зависимости от контролируемого параметра. Также может быть построен график поправочной кривой, при помощи которой вводят поправки к показаниям прибора во время его эксплуатации.

После выполнения изложенных выше операций способа прибор настроен, откалиброван и поверен. получены оценки его

1753394

Составитель Ю,Поздняков

Техред М.Моргентал Корректор И.Муска

Редактор Н.Химчук

Заказ 2765 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101 абсолютной основной погрешности в нескольких точках рабочего диапазона, Предлагаемый способ позволяет повысить по сравнению с известным точность контроля, калибровки и поверки. Значительное повышение точности контроля обеспечивается благодаря учету результатов поверки при выполнении измерений и выполнению калибровки прибора по предложенному способу в двух точках рабочего диапазона, что позволяет существенно снизить систематическую составляющую основной погрешности прибора.

Предложенный способ позволяет решить задачу калибровки прибора в двух точках диапазона при помощи предварительно поверенных групповых мер и тем самым резко повысить точность калибровки и поверки.

Калибровка прибора по предложенному способу в двух точках диапазона, кроме того, дает возможность расширить область применения прибора без ущерба для точности контроля. Тем самым расширяются функциональные возможностй прибора за счет возможности измерения контролируемого параметра в широком диапазоне. При этом нет необходимости всякий раз настраивать и калибровать прибор. Способ обеспечивает воэможность дополнительного повышения достоверности результатов поверки, а также сокращение затрат на выполнение калибровки и поверки.

Использование изобретения дает воэможность повысить точность и достовер5 ность неразрушающего контроля, а также поднять уровень его метрологического обеспечения, Формула изобретения

Способ получения меры для поверки

10 приборов неразрушающего контроля путем подбора значений параметра контролируемого образца с нормированным дефектом, соответствующих граничным и промежуточным величинам диапазона измерения пове15 ряемых приборов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, подбор значений параметра осуществляют отбором из совокупности контрольных образцов с нормированными дефектами группы не ме20 нее, чем из трех образцов, для которых показания прибора лежат вблизи соответствующего значения параметра, разрушением всех образцов группы за исключением одного, значение параметра ко25 торого является средним в группе, измерением методом прямого контроля значений параметра разрушенных образцов, вычислением по результатам измерения среднего значения параметра и

30 приписыванием этого значения оставшему. ся образцу.