Способ получения меры для поверки приборов неразрушающего контроля Советский патент 1992 года по МПК G01N27/90 

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 изготовления 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, иммити- рующую искусственный подповерхностный дефект.

Недостатком способа являются низкая 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 разрушения образца, что не позволяет использовать 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

-Ч

СП

со

(А) О

обьекта и изменяют ее электромагнитный параметр на заданную величину, причем изменение электромагнитного параметра осуществляют нагревом или охлаждением модели контролируемого обьекта 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 основу 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 из-за 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 из 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 обьекта

и по изменениям электромагнитного параметра оценивают погрешность прибора, дополнен последовательностью операций, согласно которой подбор значений параметра осуществляют отбором из совокупности контрольных образцов с нормированными дефектами группы, состоящей не менее, чем из трех образцов, для которых показания лежат вблизи соответст0 вующего значения параметра, разрушением всех образцов группы, за исключением одного, значение параметра которого является средним в группе, измерением методом прямого контроля значений параметра

5 разрушенных образцов, вычислением по результатам измерения среднего значения параметра и приписыванием этого значения оставшемуся образцу.

Способ осуществляется следующим об0 разом.

Предварительно выполняют последовательность операций по калибровке прибора. Для этого набирают совокупность из подлежащих контролю образцов с дефекта5 ми, а затем подвергают контролю последовательно каждый из образцов, входящих в совокупность. Контроль осуществляют при помощи исследуемого прибора для неразрушающего контроля. При этом записывают

0 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 сово5 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

0 объема невозможно выбрать по крайней мере три образца, удовлетворяющих указанным условиям, вследствие слишком большого разброса, удваивают объем первоначально набранной совокупности. После

5 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. Да0 лее измеряют методами непосредственного контроля значение контролируемого параметра для разрушенных образцов и вычисляют среднее значение из измеренных значений контролируемого параметра для

5 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

поставки прибора для проведения периодической калибровки в нижней части рабочего диапазона контроля. Далее формируют вторую групповую меру, для чего отбирают из совокупности вторую группу, состоящую не менее, чем из трех образцов, для которых показания прибора близки и лежат вблизи верхней границы диапазона изменения показаний прибора. Аналогично процессу формирования первой групповой меры, уд- ваивают обьем первоначально набранной совокупности в случае, если из первоначального обьема невозможно выбрать по крайней мере три образца, удовлетворяемых указанным условиям. После этого раз- 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- ряют методами непосредственного контроля значение контролируемого параметра для разрушенных образцов. Далее вычисляют среднее значение из измеренных значений контролируемого параметра для разрушенных образцов и приписывают полученное значение контролируемого параметра оставшемуся неразрушенным образцу из второй группы. Этот образец именуют вторым калибровочным образцом 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- ти его рабочего диапазона контроля. Для этого подвергают контролю первый калибровочный образец и устанавливают органами регулировки прибора показание индикатора, равное приписанному первому калибровочному образцу. Калибровка прибора в верхней части рабочего диапазона осуществляется тем, что подвергают контролю второй калибровочный образец и устанавливают при этом органами регулировки прибора показание индикатора, равное приписанному второму калибровочному образцу. После выполнения этих операций калибровка завершена, прибор откалиброван в двух точках рабочего диапа- зона. После этого поверяют прибор в произвольно выбранной, например, средней точке рабочего диапазона контроля. Для этого выбирают из первоначально набранной совокупности поверочный обра- зец, для которого показания прибора, полученные при первичном контроле, лежат, например, в середине диапазона изме- нения показаний прибора для всей первоначально набранной совокупности.

Затем подвергают контролю выбранный поверочный образец при помощи прибора уже предварительно откалиброванного е двух точках рабочего диапазона контроля; записывают показания индикатора прибора для выбранного поверочного образца, после чего разрушают поверочный образец и изме- ряют методами непосредственного контроля значение контролируемого параметра для этого разрушенного поверочного образца . Оценку абсолютной погрешности прибора в выбранной точке рабочего диапазона контроля вычисляют как разность междуизмереннымметодаминепосредственного контроля значением контролируемого параметра разрушенного поверочного образца и предварительно полученным показаТ иём гТрибора для этого же поперечного образца. После получения оценки погрешности поверка прибора окончена. Далее определяют оценку порога чувствительности прибора. Для этого отбирают третью группу образцов с искусственно созданными дефектами. При изготовлении этих образцов значение контролируемого параметра целенаправлено изменяют, монотонно уменьшая оДногд 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 от- калиброванного 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 контролируемого параметра, обеспечивающий изменение состояния индикатора прибора при выполнении 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 трчности 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 из первоначальной набранной совокупности образцов группу поверочных образцов, число которых равно количеству исследуемых точек При этом распределение значений контролируемого параметра, определяемых показаниями прибора, полученными при первичном контроле отобранных образцов, по диапазону их изменения должно быть подобно распределению исследуемых точек по рабочему диапазону контроля. Далее подвергают контролю последовательно все отобранные поверочные образцы при помощи прибора, предварительно откалибро- ванного в двух точках рабочего диапазона контроля, и записывают показания индикатора прибора для каждого из поверочных образцов. Все поверочные образцы разрушают, и измеряют методами непосредственногоконтролязначенияконтролируемого параметра для каждого из них, после чего вычисляют оценки абсолютной погрешности для каждой из исследуемых точек рабочего диапазона контроля,как разности между измеренными методами непосредственного контроля значениями контролируемого параметра для разрушенных поверочных образцов и предварительно полученными показаниями прибора для тех же поверочных образцов.

Для сокращения затрат времени на выполнение калибровки и поверки, а также для упрощения практической реализации способа, способ может быть реализован с использованием образцов с искусственными дефектами. Для этого набирают совокупность из специально изготовленных образцов с дефектами, созданными искусственно, причем при изготовлении этих образцов значение контролируемого параметра целенаправлено изменяют, монотонно увеличивая или уменьшая его от одного образца к другому таким образом, чтобы перекрыть весь диапазон возможных изменений контролируемого параметра в образцах с реальными дефектами. Совокупность из оставшихся после первичной поверки образцов с искусственно созданными дефектами включают в комплект поставки прибора для быстрого выполнения его периодической калибровки и поверки в произвольно выбранных точках рабочего диапазона в произвольно выбранные моменты времени на протяжении срока эксплуатации прибора. Это существенно облегчает проведение периодической поверки прибора и решает проблему метрологического обеспечения измерений.

После выполнения операций способа по калибровке прибор настроен, откалибро- ван и готов для выполнения контроля. При этом основная погрешность прибора в двух точках 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

0 погрешность может быть количественно оценена через погрешность поверки групповой меры, которая предварительно была произведена более точными методами непосредственного контроля. Наиболее суще5 ственными факторами, определяющими значение этой погрешности, являются точность используемых методов контроля, количество образцов, составляющих групповую меру, и степень их идентичности

0 по контролируемому параметру.

Для поверки прибора необходимо получить оценки его точностных характеристик в рабочем диапазоне измерения. При необходимости получения поправочной кривой

5 (или таблицы поправок) желательным является также получение оценок погрешности прибора в нескольких точках диапазона. Для этого предварительно определяют по известным методикам число поверяемых то0 чек и повторяют для каждой из них процедуру поверки.

Отбор поверочных образцов производится таким образом, чтобы полученные при первичном контроле однородности образ5 цов показания прибора были по возможности более или менее равномерно распределены по рабочему диапазону (в диапазоне изменения их значений) между оп- ределенными ранее минимальным и

0 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 ,

5 показаниями прибора. На заключительном этапе нормируют основную абсолютную погрешность прибора двучленной формулой, аппроксимируя линейной зависимостью полученную при поверке зависимость по0 грешности прибора от контролируемого параметра. Кроме того, составляют индивидуальную таблицу поправок для поверяемого прибора в зависимости от контролируемого параметра. Также может быть

5 построен график поправочной кривой, при помощи которой вводят поправки к показаниям прибора во время его эксплуатации.

После выполнения изложенных выше операций способа прибор настроен, отка- либрован и поверен, получены оценки его

абсолютной основной погрешности в нескольких точках рабочего диапазона.

Предлагаемый способ позволяет повысить по сравнению с известным точность контроля, калибровки и поверки. Значи- тельное 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 то- го, дает возможность расширить область применения прибора без ущерба для точности контроля. Тем самым расширяются функциональные возможности прибора за счет возможности измерения контролируемого параметра в широком диапазоне. При этом нет необходимости всякий раз настраивать и калибровать прибор. Способ обеспечивает возможность дополнительного повышения достоверности результатов поверки, а

также сокращение затрат на выполнение калибровки и поверки.

Использование изобретения дает возможность повысить точность и достоверность неразрушающего контроля, а также поднять уровень его метрологического обеспечения.

Формула изобретения Способ получения меры для поверки приборов неразрушающего контроля путем подбора значений параметра контролируемого образца с нормированным дефектом, соответствующих граничным и промежуточным величинам диапазона измерения поверяемых приборов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, подбор значений параметра осуществляют отбором из совокупности контрольных образцов с нормированными дефектами группы не менее, чем из трех образцов, для которых по- казания прибора лежат вблизи соответствующего значения параметра, разрушением всех образцов группы за исключением одного, значение параметра которого является средним в группе, измерением методом прямого контроля значений параметра разрушенных образцов, вычислением по результатам измерения среднего значения параметра и приписыванием этого значения оставшемуся образцу.

Изобретение относится к области измерительной техники, метрологическому обес- печению 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