ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СТАНДАРТОВ
СОВЕТА МИНИСТРОВ СССР

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Микроинтерферометр МИИ-11-0

Методы и средства поверки
МИ-259-82

Ленинград

1985

РАЗРАБОТАНЫ трижды ордена Ленина Ленинградским оптико-механическим объединением имени В.И. Ленина

ИСПОЛНИТЕЛИ канд. техн. наук А.А. Кучин, М.А. Кондратьева

УТВЕРЖДЕНЫ научно-производственным объединением «Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева»

СОДЕРЖАНИЕ

Настоящие методические указания распространяются на микроинтерферометры многолучевые с заводским обозначением МИ-11-0, выпускаемые в соответствии с техническими условиями Ю-34.33.109 как нестандартизованные средства измерения в соответствии с ГОСТ 8.326-78 и устанавливают методы и средства их первичной и периодической поверок.

1. ОПЕРАЦИИ И СРЕДСТВА ПОВЕРКИ.

При проведении поверки необходимо выполнить операции и применять средства поверки, указанные в таблице.

Допускается применять другие вновь разработанные и находящиеся в применении средства поверки, прошедшие метрологическую аттестацию в органах государственной метрологической службы и удовлетворяющие требованиям настоящих методических указаний по точности.

2. УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ И ПОДГОТОВКА К НЕЙ.

2.1. При проведении поверки должны соблюдаться унифицированные нормальные условия, выбранные в соответствии с ГОСТ 8.050-73 (ряд 8). Поддержание нормальных условий в рабочем пространстве должны обеспечиваться в течение всего процесса измерений.

Нормальные значения основных влияющих величин:

1. Температура окружающей среды (20 ± 2) °С.

2. Относительная влажность окружающего воздуха 58 %. Пределы допускаемого отклонения влажности воздуха в рабочем пространстве от нормального ±20 %.

3. Давление окружающего воздуха в рабочем пространстве не должно быть меньше атмосферного. Допускается превышение атмосферного давления не более чем на 3 кПа.

4. Количество твердых частиц пыли в 1 м воздуха в рабочем пространстве не должно превышать 500, при размере частиц пыли не более 0,3 мкм.

5. Амплитуда виброперемещений не более 0,15 мм, при частоте возмущающих гармонических вибраций не более 30 Гц.

2.2. Перед проведением поверки с металлических и лакированных частей прибора следует удалить пыль чистой салфеткой. Чистку интерференционных пластинок и наружных поверхностей окуляра следует производить чистой салфеткой, смоченной спиртом или эфиром.

2.3. Питание электрической лампы осуществляется от сети переменного тока напряжением (220 ± 22) B и частотой 50 - 60 Гц через прилагаемый к прибору пульт ПРЛ-6.

2.4. Проверку прибора следует начинать не ранее чем через 1 час после его включения.

3. ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

3.1. Внешний осмотр

При внешнем осмотре должно быть установлено соответствие микроинтерферометра следующим требованиям:

3.1.1. Комплект микроинтерферометра должен соответствовать указанному в его паспорте.

3.1.2. На наружных поверхностях не должно быть подтеков, краски и лака, вмятин и других дефектов, ухудшающих внешний вид.

3.1.3. На металлических поверхностях деталей не должно быть забоин, заусенцев и следов коррозии.

3.1.4. На поверхностях оптических деталей не должно быть налетов.

3.1.5. Все надписи, деления и Цифры должны быть четкими.

3.2. Опробование

При опробовании проверяется взаимодействие частей микроинтерферометра, при этом должны выполняться следующие требования:

3.2.1. Движение всех подвижных частей, деталей и узлов должно быть плавным, без рывков и заеданий.

3.2.2. Все съемные и сменные детали должны легко устанавливаться и сниматься и надежно закрепляться.

3.2.3. Все неподвижные детали и узды должны быть надежно закреплены.

3.2.4. Предметный столик должен свободно поворачиваться от упора до упора.

3.2.5. В момент контакта интерференционной пластинки с испытуемой поверхностью в поде зрения должны появляться интерференционные полосы.

3.2.6. Освещенность шля зрения микро интерферометра проверяйте наблюдением: поде зрения должно быть равномерно освещено, интерференционные полосы, появляющиеся в поле зрения в момент контакта с испытуемой поверхностью не должны иметь окантовки.

3.2.7. Работу механизма качания интерференционной пластинки проверяйте наблюдением поля зрения и измерением с помощью винтового окулярного микрометра ширины интерференционных полос в крайних положениях механизма качания пластинки, установив в качестве объекта концевую меру длины. Ширина полос должна находиться в пределах от 0,1 до 3,6 мм в фокальной плоскости окуляра, при этом механизм качания должен обеспечивать изменение количества интерференционных полос от 10 до 50.

3.2.8. Устойчивость интерференционной картины проверяйте наблюдением за количеством интерференционных полос в поле зрения микроинтерферометра. Сфокусируйте микроинтерферометр на поверхность концевой меры длины, установите на тубус микро интерферометра груз массой 100 г. Интерференционная картина в поле зрения должна быть устойчива в течение 10 минут. Допускается смещение интерференционных полос не более чем на 0,5 расстояния между двумя соседними полосами.

3.2.9. Действительное значение увеличения микроинтерферометра определяйте при помощи стеклянной шкалы с ценой деления 0,1 мм, для чего поместите шкалу на предметный столик и сфокусируйте микроинтерферометр (при отведенной Интерференционной пластинке) на ее штрихи. Сориентируйте центр перекрестия винтового окулярного микрометра так, чтобы направление его перемещения было перпендикулярно к штрихам шкалы, и измерьте по шкале винтового окулярного микрометра расстояние А, соответствующее числу делений шкалы - n. Вычислите действительное значение Г увеличения микроинтерферометра по формуле

где V_ок - увеличение окуляра винтового окулярного микрометра.

Убедитесь, что полученное значение Г при V_ок = 16 не менее 55.

3.2.10. Действительные размеры L линейного поля в пространстве предметов определяйте с помощью стеклянной шкалы с ценой деления 0,1 мм. Поместив шкалу на предметный столик, сфокусируйте на нее микроинтерферометр, как указано в п. 3.2.9. Определите, какое количество штрихов шкалы (n) укладывается в поле зрения винтового окулярного микрометра. Определите действительный размер поля в пространстве предметов в миллиметрах по формуле

Убедитесь, что полученное значение линейного поля в пространстве предметов не менее 2,6 мм.

3.3. Определение метрологических параметров

3.3.1. Искривление интерференционных полос проверяйте с помощью концевой меры длины, для чего поместите меру на предметный столик и сфокусируйте не нее микроинтерферометр. Определите с помощью винтового окулярного микрометра расстояние ΔN между двумя соседними интерференционными полосами и величину B стрелки прогиба одной из них (черт. 1). Вычислите искривление интерференционной полосы K по формуле

Убедитесь, что искривление интерференционных полос в плоскости сетки винтового окулярного микрометра не превышает 0,2 расстояния между двумя соседними интерференционными полосами.

3.3.2. Основную погрешность микроинтерферометра и среднее квадратическое отклонение случайной составляющей погрешности измерений определите следующим образом:

Установите в гнездо механизма качания интерференционную пластинку № 1 с коэффициентом отражения 0,45. Поместите на предметный столик образцовую меру (действительное значение высоты уступу в локальной зоне должно быть установлено органами государственной метрологической службы. Произведите фокусировку микроинтерферометра на локальную зону образцовой мери (номинальное значение зоны - 1 мкм) и выполните 15 наблюдении высоты уступа согласно методике, указанной в техническом описании и инструкции по эксплуатации.

Для исключения мертвого хода микрометрического винта винтового окулярного микрометра подводите нить перекрестия к интерференционным полосам с одной стороны.

Результаты измерений представьте в виде таблицы (см. приложение).

По результатам измерений вычислите среднее арифметическое значение высоты уступа по формуле:

где Н_i - значение высоты уступа, соответствующее i-му измерению.

Оценку среднего квадратического отклонения случайной составляющей погрешности ряда измерений вычислите по формуле:

Убедитесь, что S не превышает 25 нм.

Для определения основной погрешности микроинтерферометра из ряда значений Н_i(i = 15) выберите минимальное (Н_{i min}) и максимальное (Н_{i max}). Наибольшее значение основной погрешности определите как наибольшую по абсолютному значению разность между действительным значением высоты уступа и значением Н_{i min} и Н_{i max}

Убедитесь, что основная погрешность не превышает 60 нм. Аналогично произведите 15 измерений высоты уступа в локальной зоне с номинальным значением высоты 0,130 мкм и определите среднее квадратическое отклонение случайной составляющей погрешности измерений и основную погрешность. Убедитесь, что в этом случае основная погрешность микроинтерферометра не превышает 15 нм, при этом среднее квадратическое отклонение случайной составляющей погрешности измерений не более 6 нм.

4. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

4.1. Результаты поверки микроинтерферометра при выпуске из производства заносят в его паспорт.

4.2. На микроинтерферометры, признанные годными при поверке органами государственной метрологической службы, выдаются свидетельства установленной формы.

4.3. Результаты ведомственной поверки заносят в документ, форма которого согласована с органами государственного надзора.

4.4. Микроинтерферометры, не удовлетворяющие требованиям настоящих методических указаний, к выпуску и использованию не допускаются.

Черт. 1

Приложение

Форма записи и обработки результатов наблюдений
при определении оценки среднего квадратического отклонения

ЛИСТ РЕГИСТРАЦИИ ИЗМЕНЕНИЙ