Электрический провод, перевод диаметра в площадь сечения — мм в мм2, таблица.

	Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru:  главная страница  / / Техническая информация / / Оборудование / / Электрические разъемы и провода (кабели)  / / Электрический провод, перевод диаметра в площадь сечения — мм в мм2, таблица. Поделиться:    Электрический провод, перевод диаметра в площадь сечения — мм 2 в мм, таблица. Площадь сечения, мм2 Диаметр, мм 0.75 1. 0 1 1.1 1.5 1.4 2 1.5 2.5 1.8 4 2.3 6 2.8 10 3.6 16 4.5 25 5.6 35 6.7 50 8.0 70 9.5 95 11.0 120 12.4 150 13.8 185 15.4 240 17.5 300 19.5 400 22.6 500 25.2 630 28. 3 800 31.9 1000 35.7 1200 39.1 2000 50.5 Площадь сечения, мм2 Диаметр, мм Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос: Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:
Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста. Вложите в письмо ссылку на страницу с ошибкой, пожалуйста.
Коды баннеров проекта DPVA.ru Начинка: KJR Publisiers Консультации и техническая поддержка сайта: Zavarka Team	Проект является некоммерческим. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владельцы сайта www.dpva.ru не несут никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной с этого интернет-ресурса. Free xml sitemap generator

AWG, SWG, номера медицинских игл и спиц. Поиск калибра по диаметру или площади сечения.

American Wire Gauge — это стандарт, использующийся в США с 1857г для проводов из меди, золота, серебра и т.п. Он также изветен как Brown & Sharpe wire gauge. Чем больше калибр, тем меньше диаметр провода. Провода, толще, чем для калибра 0, обозначаются

00 (или 2/0), 000 (или 3/0), и т.д.

Washburn & Moen Steel Wire Gauge используется в США для стали. Другие названия этого стандарта — US Steel Wire или Roebling Gauge.

British Standard Wire Gauge широко применялся до перехода на метрическую систему, но сейчас используется редко. Его также называют Imperial Wire Gauge или British Standard Gauge. SVG задаёт диапазон калибров от 7/0 до 50.

Birmingham Wire Gauge — устаревший стандарт. Его калибры заданы произвольно, без геометрической или арифметической прогрессии. B.W.G задаёт калибры от

5/0 до 36.

IEC 60228 — это международный стандарт, который среди прочего задаёт набор типовых сечений проводов, выраженные в квадртаных миллиметрах. ГОСТ 22483-2012 — это модицицированная версия IEC 60228, использующаяся в России, Беларуси, Кыргыстане и Узбекистане. В нём, по сравнению с международным стандартом, добавлено несколько более тонких типовых проводов.

Если для заданного сечения или диаметра точно соотвествующего калибра нет, показывается самый близкий, а также отличие его прощади сечения в процентах.

Единицы: Американский калибр проводов — American Wire Gauge, AWG  / Калибр стальных проводов Вошбурна и Моена — Washburn & Moen Steel Wire Gauge, W&M  / Британский стандартный калибр проводов — British Standard Wire Gauge, SWG  / Калибр железных проводов Бирмингема — Birmingham or Stubs’ Iron Wire Gauge, B.

W.G.  / Калибр стальных проводов Стабса — Stubs’ Steel Wire Gauge  / Площадь сечения типового провода IEC 60228:2004 (мм²)  / Площадь сечения типового провода ГОСТ 22483-2012 (мм²)

Как померить диаметр любого медного провода без штангенциркуля: хитрый способ, который мне показал мой дед | Сделай Самоделку

Мой дед увлекался радиолюбительством, и в школьные годы я очень часто пропадал у него в мастерской, с большим интересом наблюдая, как он что-то паяет и проводит радиосвязь. Кстати, вскоре я тоже получил позывной и по сей день выхожу в эфир! 🙂

Он же научил меня пайке и множеству хитростей, которыми я до сих пор пользуюсь в жизни. Одной из таких хитростей я хотел бы с вами сегодня поделиться, так как она реально полезная и не раз меня выручала. Речь пойдёт об измерении диаметра медного провода!

Представьте, что вам срочно необходимо измерить диаметр провода, но вот штангенциркуля под рукой нет! Что делать в такой ситуации?

Тут всё очень просто! Нам понадобится любой металлический стержень: например, сверло до 10 мм, бита от шуруповёрта или просто отвёртка. Я взял пёрышко по дереву.

Теперь берём наш провод и виток к витку наматываем его на стержень — тут главное, чтобы витки находились максимально плотно и ровно друг к другу. Наматывать надо сантиметра 2-3: чем больше длина, тем точнее будут результаты!

Далее нам понадобится линейка или обычная рулетка, которая точно есть у каждого дома! Замеряем длину получившейся спирали, а также полное количество витков, то есть от начала спирали до конца, по кончикам.

Теперь берём калькулятор и делим длину спирали на количество витков. У меня получилось 14 мм разделить на 9 витков, в итоге — 1,66 мм.

При помощи штангенциркуля проверяю получившийся результат — как видите, измерения совершенно одинаковые!

Из всего вышесказанного делаем вывод, что способ прекрасно работает. Думаю, он пригодится любому мастеру, так что если вы не знали, что так можно, — берите на вооружение!

На всякий случай оставлю видео — если вдруг что-то было непонятно!

На этом у меня всё. Надеюсь, что был полезен, спасибо за внимание! Буду очень благодарен, если поставите лайк, подпишитесь на канал и напишите какой-нибудь комментарий! 🙂

Диаграмма

— Преобразование калибра проволоки в дюймы и миллиметры

Удобно определять диаметр проволоки калибра от 10 до 38 в дюймах или миллиметрах.

Измерять	Дюймы	Миллиметры
10	0.102	2,59
11	0,091	2,31
12	0,081	2. 06
13	0,072	1,83
14	0,064	1,63
15	0.057	1,45
16	0,052	1,29
17	0,045	1.14
18	0,04	1. 02
19	0,036	0,91
20	0.032	0,81
21	0,028	0,71
22	0,025	0.64
23	0,023	0,58
24	0,02	0,51
25	0. 0179	0,455
26	0,0159	0,404
27	0,0142	0.361
28	0,0126	0,32
29	0,0113	0,287
30	0.01	0,25
31	0,0089	0,226
32	0,008	0. 2
33	0,0071	0,18
34	0,0063	0,16
35	0.0056	0,142
36	0,005	0,13
37	0,0045	0.114
38	0,004	0,1

Дополнительные ресурсы:

Как вам этот ресурс? Ваш отзыв помогает нам предоставлять ресурсы, которые наиболее важны для вас.

Размеры проволоки — AWG по сравнению с квадратным мм

Разница между проводами, кабелями и проводниками

Проволока представляет собой одиночный металлический стержень с небольшим отношением диаметра к длине.

Провод — это провод, предназначенный для пропускания электрического тока.
Многожильный провод — это проводник, состоящий из группы проводов. Эти провода обычно скручены вместе. Например, кабели могут обозначаться как 7/36. Это означает, что он состоит из 7 жил проволоки 36 калибра. (Из приведенной ниже таблицы многожильных проводов видно, что диаметр провода 7/36 составляет 28 AWG.

Кабель представляет собой одножильный провод или комбинацию изолированных друг от друга проводов (многожильный кабель).Кабели в нефтегазовой и нефтехимической промышленности обычно всегда изолированы и часто защищены бронированной оболочкой и называются бронированными кабелями. В целом, многожильные провода более гибкие и менее подвержены усталостному разрушению, чем одножильные провода.

Важность использования кабеля правильного сечения

Провода могут безопасно пропускать только ограниченный ток. Если ток, протекающий через провод, превышает допустимую нагрузку на провод, генерируется избыточное тепло.Этого тепла может быть достаточно, чтобы сжечь изоляцию вокруг провода и вызвать пожар. Следовательно, каждый проводник или кабель будет иметь определенную допустимую нагрузку по току, также иногда называемую его допустимой допустимой нагрузкой.

Увеличение диаметра или поперечного сечения проволочного проводника снижает его сопротивление и увеличивает его способность проводить ток.

Другой причиной выбора провода с увеличенной площадью поперечного сечения является ограничение падения напряжения по его длине — это особенно важно при длинных кабельных трассах и в искробезопасных (IS) цепях.

Ограничения выбора размера кабеля

Провода и кабели изготавливаются стандартных диаметров. При выборе кабелей обычно выбирают следующий стандартный размер по сравнению с рассчитанным.

Клеммы (например, Weidmuller, Phoenix и т. Д.), В которые будет заканчиваться кабель или провод, сделаны с учетом диапазона размеров. Помните о любых ограничениях, которые это может наложить на ваш выбор.

Стандартные сечения инструментов, электрических и силовых кабелей

Диаметр проволоки часто указывается в американских калибрах проволоки (AWG), а не в квадратных миллиметрах (квадратных мм) или дюймах.В таблицах размеров кабелей ниже указаны размеры обычных диаметров проводов и соответствующего AWG.

Работа с проводом — learn.sparkfun.com

Добавлено в избранное Любимый 43 год

Толщина проволоки

Термин «калибр» используется для определения диаметра проволоки. Калибр провода используется для определения силы тока, с которой провод может безопасно справиться. Калибр провода может относиться как к электрическому, так и к механическому. В этом руководстве рассматривается только электрическая часть.Существует две основные системы измерения толщины проволоки: американский калибр проволоки (AWG) и стандартный калибр проволоки (SWG). Различия между ними не важны для этого руководства.

Примерный масштаб проволоки разного калибра

Сила тока, который может пропускать провод, зависит от нескольких различных факторов, например, от состава провода, длины провода и состояния провода. Как правило, более толстый провод может пропускать больше тока.

Приблизительная толщина провода в соответствии с таблицей допустимых значений тока

Здесь, в SparkFun, мы обычно используем провод 22 AWG для создания прототипов и макетов.При использовании макета или печатной платы твердый сердечник идеально подходит, потому что он хорошо входит в отверстия. Для других прототипов / построек, связанных с пайкой, многожильный сердечник — №1, просто убедитесь, что не пропускаете слишком большой ток через один провод. Он станет горячим и может расплавиться!

SparkFun поддерживает как одножильные, так и многожильные провода 22 AWG.

Нажмите, чтобы просмотреть больше вариантов проводов!

Тем не менее, есть возможность использовать кабельную обмотку 30 AWG , если вам нужно меньше.

Совет: Намотка проводов была впервые использована для создания прототипов схем. В наши дни это встречается гораздо реже. Тем не менее, он по-прежнему полезен для подключения к маленьким контактам на компоненте поверхностного монтажа или печатной плате, проектах с ограниченным пространством или ремонте плат (например, «зеленый» ремонт проводов). Работа с толстым проводом? Обмотка проводов также полезна, когда сращивание толстой проволоки.Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с руководством по созданию автомобиля с автономной мышью.

---

← Предыдущая страница
Многожильный и одножильный провод

Калибр провода

Круглый медный провод часто используется в кабелях, несущих меньше нескольких сотня ампер тока на расстояние меньше километра. Если вы инженер, это было бы хорошо знать, как разговаривать с людьми, которые его продают.

Длина, которую вы укажете в обычных единицах измерения, например метров или футов — так что тут не о чем говорить.

Если провод заизолирован, то тут будет ряд вещей нужно уточнить про утеплитель.Например укажите максимальное напряжение, которое должна выдержать изоляция, максимальная температура, если она должна быть водостойкой, химикаты, солнечный свет и т. д. Эта информация часто закодирована в проводе. type, о котором мы здесь говорить не будем.

С точки зрения электричества и стоимости наиболее важным спецификацией часто является состав проволоки (например, медь или алюминий) и диаметр. Толстая проволока имеет большую площадь поперечного сечения, поэтому, как предсказал Ом, он имеет меньшее сопротивление. Но в толстой проволоке на метр больше металла, поэтому для данной длины она обычно будет стоить дороже и тяжелее, чем проволока малого диаметра. И если вы свернетесь провод, толстый провод не позволит получить столько витков в заданном объеме, как проволока малого диаметра.

В некоторых местах в мире можно просто укажите диаметр проволоки в общих единицах измерения, например, в миллиметрах. Но в других местах необходимо указать диаметр проволоки с помощью «калибровочный» номер.

Производители электрических проводов обычно производят провода в одной из 40 стандартных диаметров. Каждый из этих стандартных диаметров указан уникальное целое число, называемое его калибровочным номером. Эти цифры варьируются от примерно От 0 до 40.

На протяжении многих лет были разработаны различные стандарты калибров. Два из обычно используемых калибра — это американский калибр проводов (AWG) и стандартный калибр проводов (SWG). Чтобы было понятно, какой датчик вы используете, и чтобы убедитесь, что люди понимают, что вы говорите о диаметре проволоки, это принято использовать аббревиатуру AWG или SWG после или перед номером датчика.

Специальные инструменты, подобные показанному ниже, позволяют быстро определять номер калибра провода, надев инструмент на оголенный металлический провод. Положи только металлическая часть провода, не включая изоляцию.

Инструмент AWG

Диаметр проволоки в системе AWG можно получить из многих источников и показан в таблице ниже.Довольно часто сопротивление меди на единицу длины также оказывается равным. включены в этих таблицах. Сопротивление в этой конкретной таблице было рассчитано исходя из предположения, что в провод выполнен из меди и имеет удельное сопротивление 1,78 х 10 ^-8 Ом-метров.

AWG	Диаметр		Сопротивление / длина
	дюймов	мм	МОм / фут	МОм / метр
0000	0.460	11,7	0,0495	0,160
000	0,410	10,4	0,0624	0,202
00	0.365	9,27	0,0787	0,255
0	0,325	8,25	0,099	0,322
1	0.289	7,35	0,125	0,406
2	0,258	6.54	0,158	0,511
3	0.229	5,83	0,199	0,645
4	0,204	5,19	0,251	0,813
5	0.182	4,62	0,316	1,03
6	0,162	4,12	0,399	1,29
7	0.144	3,66	0,503	1,63
8	0,128	3,26	0,634	2,06
9	0.114	2,91	0,800	2,59
10	0,102	2,59	1.01	3,27
11	0.0907	2.30	1,27	4,12
12	0,0808	2,05	1,60	5,20
13	0.0720	1,83	2,02	6.55
14	0,0641	1,63	2,55	8,27
15	0.0571	1,45	3,21	10,4
16	0,0508	1,29	4,05	13,1
17	0.0453	1,15	5,11	16,6
18	0,0403	1.02	6,44	20,9
19	0.0359	0,912	8,13	26,4
20	0,0320	0,812	10,2	33,2
21	0.0285	0,723	12,9	41,9
22	0,0253	0,644	16,3	52,8
23	0.0226	0,573	20,5	66,6
24	0,0201	0,511	25,9	84,0
25	0.0179	0,455	32,7	106
26	0,0159	0,405	41,2	134
27	0.0142	0,361	51,9	168
28	0,0126	0,321	65,5	212
29	0.0113	0,286	82,6	268
30	0,0100	0,255	104	338
31	0.00893	0,227	131	426
32	0,00795	0,202	166	537
33	0.00708	0,180	209	677
34	0,00630	0,160	263	854
35	0.00561	0,143	332	1077
36	0,00500	0,127	419	1358
37	0.00445	0,113	528	1712
38	0,00397	0,101	666	2159
39	0.00353	0,0897	840	2722
40	0,00314	0,0799	1059	3433

Измерение формы 0.Проволока диаметром 1 мм с хроматическим конфокальным датчиком, с соответствующей оценкой погрешности

Точное определение характеристик медно-бериллиевой проволоки диаметром 0,1 мм является одним из шагов к повышению точности предварительной юстировки будущих ускорителей. Были найдены новшества в измерении свойств проволоки с целью преодоления трудностей, связанных с ее небольшими размерами. В этой статье основное внимание уделяется реализации хроматико-конфокального датчика, приводящему к субмикрометрической неопределенности при измерениях формы.Таким образом, в этом тексте раскрывается высокоточный метрологический метод, применимый к объектам малого диаметра: в нем подробно описывается методология, описывается валидация путем сравнения с эталоном и указывается бюджет неопределенности этого метода.

Европейская организация ядерных исследований (CERN) разрабатывает компактный линейный позитрон-электронный коллайдер длиной 48 км под названием CLIC. CLIC будет ускорять частицы в противоположных направлениях и фокусировать их в эллиптическом пучке размером 1 нм × 40 нм, достигая энергии не менее 3 ТэВ в точке столкновения.Чрезвычайно важно, чтобы производительность CLIC основывалась на предварительной настройке нескольких тысяч магнитов и ускоряющих структур, магнитные оси которых должны располагаться в пределах 200-метровых цилиндров с диаметром 14 µ м или 17 µ м [1]. Однако в 2012 г. методы предварительной юстировки компонентов ускорителя не могли гарантировать более 20 ошибок диаметрального позиционирования µ м [2]. Для решения задач CLIC по предварительному согласованию был профинансирован проект PACMAN (Метрология и согласование компонентов ускорителя частиц по нанометровой шкале) [3] для разработки процедур согласования, основанных на реперных точках, которые являются целями согласования, расположенными на компонентах [4].Перед окончательной сборкой реперные точки измеряются в метрологической лаборатории, а затем элементы ускорителя предварительно выравниваются на 2-метровых фермах с помощью натянутой проволоки, которая номинально накладывается на каждую ось компонента [5]. Реперные точки и проволока измеряются с помощью координатно-измерительной машины (КИМ), из которой определяется окончательное относительное положение каждого компонента для окончательной сборки ускорителя. Допустимая погрешность измерения координат оси проволоки составляет порядка сотен нанометров.Столь низкие погрешности измерения требуют хорошо известных размерных характеристик проволоки предварительного выравнивания [6].

В PACMAN используется проволока из меди и бериллия (Cu 98%; Be 2%) диаметром 100 µ м. Проволока рассчитана на растяжение более 1 кг и имеет линейную массу менее 70 мг · м ^-1 . Диаметр проволоки составляет менее 5 µ м, и ее поведение не зависит от магнитных полей. Подробности измерения этих характеристик представлены в [7].При этом погрешность формы провода должна быть менее 0,5 µ м, что влечет за собой измерительную систему, способную измерять ошибки формы с погрешностью менее 0,1 µ м с уровнем достоверности 95% [8]. Этот документ завершает оценку качества провода, суммируя результаты измерения погрешности формы.

Современные коммерческие инструменты не предназначены для измерения микрометровых погрешностей формы длинных проводов малого диаметра с погрешностью в десятки нанометров. Измерительные возможности коммерческих систем ограничены: быстро увеличивающимся наклоном поверхности проволоки, что не позволяет прибору точно зондировать поперечное сечение таких образцов; среда, которая легко мешает растянутому длинному образцу; и отсутствие свободы передвижения по образцу.В этой статье описана система измерения, которая решает эти проблемы.

После этого краткого введения, второй раздел посвящен стратегии измерения формы, третий раздел подробно описывает оценку неопределенности, а четвертый раздел дает результаты измерений. Этот документ завершается обсуждением в пятом разделе и заключением в шестом разделе.

Установка, используемая для измерения погрешностей формы проволоки, изображена на рисунке 1. Трос закреплен на высокоточном поворотном столе, а бесконтактный датчик жестко закреплен на основании.Основание поворотного стола MarForm изолировано от колебаний грунта с помощью пассивного демпфирования. Пока проволока вращается вокруг своей оси с постоянной скоростью, оптический датчик регистрирует относительное смещение поверхности. Погрешность формы представляет собой сумму экстремальных отклонений от окружности, построенной с использованием приближения Гаусса.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 1. Образец (1) удерживается зажимным патроном на поворотном столе (2), в то время как хроматический конфокальный датчик (3) наблюдает за его поверхностью.На экране компьютера (4) можно увидеть получение. За держателем увеличительной линзы, используемой для предварительной юстировки (5), контроллер (6) отображает расстояние в реальном времени.

Загрузить рисунок:

Стандартное изображение Изображение высокого разрешения

Датчик, используемый для этого приложения [10], представляет собой точечный хроматический конфокальный датчик, произведенный Precitec, имеющий диапазон измерения 100 мкм м и использующий луч белого света, сфокусированный в большом пятне 3,5 мкм м и проанализированный с помощью CHRocodile. С.Принцип работы хроматического конфокального датчика следующий (см. Рисунок 2): свет, исходящий от полихроматического источника, освещает поверхность образца после фокусировки микролинзой, которая обеспечивает сильную осевую цветность. Свет, отраженный образцом, фокусируется на поверхности с отверстием до того, как достигнет датчика. Это точечное отверстие действует как фильтр, удаляющий световые лучи, несфокусированные в своей плоскости, что уменьшает спектральный диапазон световых волн, достигающих датчика. Анализируется спектр этих волн: появляется пик интенсивности на длине волны, которая находилась в фокусе на поверхности образца.Эта длина волны связана с расстоянием, разделяющим поверхность образца и опорную оптическую плоскость сенсора после калибровки.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 2. Принципиальная схема хроматического конфокального сенсора Воспроизведено с разрешения из [9]. Выдержки из стандарта ISO 25178-602: 2010 — Геометрические характеристики продукта (GPS) — Текстура поверхности: Площадь — Часть 602: Номинальные характеристики бесконтактных (конфокальный хроматический датчик) приборов воспроизведены любезно AFNOR.Только исходный и полный текст стандарта в том виде, в котором он предоставляется AFNOR Editions, доступный через Интернет-сайт www.boutique.afnor.org, имеет нормативное значение.

Загрузить рисунок:

Стандартное изображение Изображение высокого разрешения

Учитывая схему, представленную во втором разделе, основные источники неопределенности, влияющие на измерение формы, были сгруппированы в три основные категории:

• погрешность измерения конфокального хроматического датчика;
• эффекты постобработки и условия окружающей среды;
• ошибки несоосности и дефекты поворотного стола.

Каждый из приведенных выше факторов неопределенности подробно описан в следующих параграфах. Их влияние будет обобщено в форме распределений и соответствующих стандартных отклонений. Оценка неопределенности была основана на Руководстве по выражению неопределенности в измерениях [11], применяемом с помощью Принципа и методов анализа неопределенности измерений [12]: справочника, написанного Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства.

3.1. Хроматический конфокальный датчик — оценка прослеживаемости

Спецификации производителя включают следующие номинальные характеристики датчика: осевое разрешение 4 нм, повторяемость 10 нм и точность 30 нм.Однако эти характеристики не учитывают влияние внутренних свойств образца, таких как шероховатость поверхности, отражательная способность и цвет, которые будут влиять на результат измерения датчика [13].

Чтобы оценить вклад неопределенности в прослеживаемость датчика и линейность шкалы в сочетании с эффектами внутренних свойств проволоки, было выполнено сравнение между контактным датчиком и хроматическим конфокальным датчиком.

В качестве эталона в этом измерении используется оценочное устройство MarForm, соответствующее национальным стандартам с погрешностью 50 нм после фильтрации нижних частот при 50 об / мин.Образец, используемый для сравнительного измерения, представляет собой стальной калибр диаметром 5 мм. Контактный зонд, использованный для сравнения, имеет диаметр 3 мм. Два измерения, использованные для сравнения, были выполнены одновременно в помещении с регулируемой температурой двумя датчиками, установленными на одном основании с пассивным демпфированием. Установка была аналогична той, которая показана для датчика большого диаметра 1 мм на рис. 3. Линии измерения располагались как можно ближе друг к другу: выравнивание производилось с помощью оптической лупы, сравнимой с той, которая показана на рис. 9, в поле. из которых были видны как световое пятно, так и точка контакта наконечника зонда.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 3. Хроматический конфокальный датчик в сравнении с контактным измерением на цилиндрическом датчике диаметром 1 мм (вид сверху вниз).

Загрузить рисунок:

Стандартное изображение Изображение высокого разрешения

Радиус контактного щупа имеет эффект фильтрации: учитываются все пики, а некоторые впадины — нет, так как контактный щуп не может достичь их дна.Оптический бесконтактный зонд имеет гораздо меньший фильтрующий эффект из-за формы светового конуса и размера пятна 3,5 µ м [14]. Чтобы уменьшить влияние выбросов, к необработанному набору данных применяется фильтр Гаусса нижних частот с длиной волны отсечения 3,5 µ м. Чтобы сравнить ошибку формы, полученную в результате измерения, данные, полученные бесконтактно, фильтруются. Алгоритм сохраняет только положение точки, наиболее близкой к поверхности для данной точки, поскольку эта точка соответствует экстремальному положению, достигаемому наконечником зонда (см. Рисунок 4).Этот фильтр применяется к набору данных измерений формы без учета кривизны образца.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 4. Измерение формы хроматического конфокального датчика на цилиндрическом датчике диаметром 5 мм с изображениями приближения кончика контактного зонда к поверхности и предела, достигаемого кончиком зонда.

Загрузить рисунок:

Стандартное изображение Изображение высокого разрешения

Результаты сравнения показывают разницу в несколько сотен микрон.Это происходит из-за манометра, используемого для измерения — более подробную информацию см. В разделе 5. Используя эту установку и фильтры, описанные выше, система прослеживалась со стандартной погрешностью 300 нм.

3.2. Постобработка и окружающая среда

Ошибки формы вычисляются с использованием необработанных измерений расстояния в два этапа. Во-первых, из данных удаляется синусоида из-за децентрализации образца, которую можно наблюдать на рисунке 5. Затем, на втором этапе, ошибка формы вычисляется из экстремальных положений данных, как показано на рисунке 6.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 5. Профиль расстояния, полученный с помощью хроматического конфокального датчика, с подобранной синусоидальной кривой как функция от сканированного положения (килограммовые точки данных).

Загрузить рисунок:

Стандартное изображение Изображение высокого разрешения

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 6. Измерение формы как функция положения (килограммы точек данных): среднее значение семи измерений, полученных с помощью хроматического конфокального датчика, после удаления синусоидальной аппроксимации.

Загрузить рисунок:

Стандартное изображение Изображение высокого разрешения

Оценка воздействия окружающей среды по нескольким измерениям показала, что оно снижается до нескольких десятков нанометров за счет регулирования температуры в помещении и изоляции поворотного стола от земли, как описано в разделе 2.

Шум измерения повторяемости — это остаток после извлечения среднего, который содержит информацию в форме (см. Рисунок 7). Он складывается из шума измерения конфокального хроматического датчика, дефектов поворотного стола, шума окружающей среды и неопределенности постобработки. Предполагалось, что распределение вероятности этого шума следует нормальному распределению. В результате его неопределенность может быть выражена с помощью стандартного отклонения в уравнении (1) следующим образом:

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 7. Остаточный шум после удаления среднего профиля и его распределение в зависимости от положения и количества точек данных (килограмм точек данных) для семи измерений.

Загрузить рисунок:

Стандартное изображение Изображение высокого разрешения

Моделирование Монте-Карло, основанное на алгоритме постобработки, выявило неопределенность в оценке ошибки формы как функцию амплитуды белого шума, применяемого к измерению формы, извлеченному, как описано выше. При использовании результатов моделирования в качестве вклада в неопределенность делается несколько предположений.Во-первых, шум от окружающей среды считается белым и с постоянным стандартным отклонением в течение периода измерения, тогда как он состоит из отклонения температуры и высокочастотных колебаний. Другими словами, температура считается постоянной. Во-вторых, входом моделирования Монте-Карло является среднее значение измерения повторяемости. Таким образом, рассматривая выходные данные как неопределенность для серии измерений, можно считать, что формный состав образцов этой серии не сильно отличается от формового состава типичного образца этой серии, на котором были выполнены входные данные измерения повторяемости Моделирование Монте-Карло.

3.3. Настройка системы

Воздействие из-за смещения датчика включает следующие компоненты:

• Угол α между датчиком и нормалью к поверхности образца. Производитель предусмотрел для датчика максимально возможную погрешность, вызванную углом α (см. Таблицу 1), в том числе и то, что пятно датчика на поверхности искажено. Угол α можно разделить на две составляющие: α _θ и α _z следующим образом:
  • α _z — вертикальный угол, как показано на рисунке 8.Его можно легко уменьшить ниже 5 ° с помощью глазка и увеличительного стекла (см. Рисунок 9). Это увеличивает погрешность датчика в соответствии с таблицей 1, а α _z = 5 ° вызывает незначительную косинусную ошибку в 12 нм в соответствии с уравнением (3):
  • α _θ — горизонтальный угол, показанный на рисунке 8, который увеличивается с увеличением расстояния между оптической осью датчика и центром проволоки (на которое влияет качество гребня и децентрализованное кольцо образца), синусоидальное уравнение (4):
• Угол β между локальной осью образца и осью вращения стола, как показано на рисунке 8.Учитывается в угле α _z .
• Угол γ между нормалью к поверхности образца и теоретической осью образца из-за ошибки формы образца, как показано на рисунке 8. Он способствует локальному увеличению угла α _θ . Этот угол γ может достигать 30 °, поэтому он является большим источником неопределенности в форме измерения (см. Таблицу 1). Тем не менее, это оказывает незначительное влияние на оценку погрешности формы, поскольку экстремальные положения поверхности связаны с минимальными углами γ .
• Расстояние d между осью образца и осью вращения стола: децентрализованное кольцо. Это расстояние порождает синусоидальную волну, которая удаляется во время постобработки (см. Рисунок 5, выделенный черным пунктиром).

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 8. Углы смещения: оранжевым — провод, темно-оранжевым — его фактическая ось или нормаль, зеленым — номинальная форма, серым — патрон, синим и радужным — наконечник датчика, темно-синим — ось датчика. .

Загрузить рисунок:

Стандартное изображение Изображение высокого разрешения

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 9. Пурпурное пятно хроматического конфокального датчика на проводе диаметром 0,1 мм с углом рассогласования, приближающимся к α _z = 7 °.

Загрузить рисунок:

Стандартное изображение Изображение высокого разрешения

Таблица 1. Изменение угла смещения из-за расстояния от оптической оси датчика до оси образца для образца диаметром 100 µ м и выражение максимальной ошибки, соответствующей такому углу α _θ .

Сенсорное кольцо / µ м	Вклад в угол α θ / °	Экстремальная ошибка, связанная с этим вкладом в α θ / µ м
10	+5.7	+0,00
		-0,10
20	+11,5	+0,08
		-0,15
30	+17,5	+0.20
		-0,15
40	+23,6	+0,76
		-0,15
50	+30.0	+1,60
		-0,58

На этапе выравнивания особое внимание было уделено минимизации вышеупомянутых углов, чтобы децентрализованное кольцо считалось меньше 10 µ м, а угол перекоса α _z и α _θ были меньше 10 °.

Вклад углов вертикального и радиального смещения в погрешность измерения ( u _α ) распространяется в виде прямоугольного распределения, R (-0.13 µ м, 0,13 µ м), имеющая дисперсию, равную (0,13 µ м) ² /3.

Погрешность поворотного стола выражается производителем как совокупный эффект фиксированной и зависимой от высоты измерения. Для конфигурации измерения, представленной на рисунке 1, максимальная погрешность, вызванная поворотным столом, составляет менее 40 нм.

3.4. Общая неопределенность измерения

Проволока была измерена в 10 случайных точках по длине.Чтобы оптимизировать интенсивность света с учетом спектра отражения меди, измерения проводились вдали от датчика: в той части диапазона измерения, где свет красный. Результаты измерений представлены в таблице 3.

Таблица 3. Результаты измерений и их погрешности.

Ошибка формы / µ м	Неопределенность (2 σ ) / µ м
1.44	0,103
2,75	0,155
2,10	0,128
1,56	0,108
1,85	0,118
1,82	0,117
1,47	0,104
1,74	0,114
1,38	0,101
1,48	0,105

С одной стороны, результаты, полученные с применением методологии, описанной в третьем разделе (в сочетании с условиями окружающей среды лаборатории ЦЕРН и вниманием оператора), показали, что можно измерить погрешность формы очень маленьких образцов, таких как эталонный провод PACMAN с погрешностью 321 нм.С другой стороны, описанная в этом документе методология и оценка неопределенности могут быть адаптированы для множества различных образцов и датчиков.

Очевидным ограничением этой конструкции является то, что ошибка формы, добавленная к вкладу смещения, не может превышать диапазон измерения датчика. Тем не менее, большую погрешность формы можно измерить с помощью бесконтактного датчика, имеющего больший диапазон измерения (что очень часто связано с большей погрешностью). Очевидно, что влияние температуры и некоторые другие допущения необходимо будет адаптировать для каждого случая.

Что касается измерения прослеживаемости, то в этом исследовании сначала предполагалось, что датчик притирки достаточно стабилен, чтобы его можно было рассматривать с одинаковой погрешностью формы для круга контактного измерения и круга бесконтактного измерения, поскольку они оба находятся внутри цилиндра на несколько длиной в десятки микрометров. Результаты сравнительных измерений показали расхождения величиной в несколько сотен нанометров. Измерение 10 кругов на щупе диаметром 5 мм проводилось контактным датчиком системы Mahr.Результаты показали, что разница между двумя измерениями, разделенными расстоянием 15 µ м, может достигать 150 нм без фильтрации программным обеспечением (тем не менее, фильтрации с помощью наконечника контактного зонда). Большая погрешность, связанная с прослеживаемостью измерений, связана с трудностью измерения округлости щупов диаметром 0,1 мм. Это значительно увеличивает погрешность измерения.

Целью этого исследования было проверить концепцию измерения датчика оценки формы: высокая точность и бесконтактный датчик, разработанный и реализованный автором, который направлен на оценку формы и положения эталонного провода PACMAN с помощью субмикрометрических точность координатно-измерительной машины Leitz Infinity.

Был реализован, протестирован и применен адаптированный метод измерения для оценки формы медно-бериллиевой проволоки диаметром 0,1 мм, используемой в качестве эталона для предварительной юстировки компонентов высокоточного ускорителя частиц.

Первая часть этого документа была посвящена валидации методологии путем сравнения с прослеживаемым эталоном и подробно описывала оценку субмикрометрической неопределенности, связанную с измерениями. Вторая часть посвящена их применению при оценке формы эталонного провода, что приводит к результатам ошибки формы с соответствующими погрешностями.В ходе обсуждения были представлены возможность использования разных датчиков для разных образцов и некоторые связанные ограничения, а также использование этого метода измерения в ЦЕРНе.

Граждане Европы, которые финансировали эту работу через действия Марии Склодовской-Кюри (грантовое соглашение PITN-GA-2013-606839) и Европейской организации ядерных исследований.

Компании (CARY Precision, ETHER, KEYENCE, Micro-Epsilon, HEXAGON Metrology, LMI 3D, Precitec, STATICE, STIL, SOLITON, TWIP Optical Solution, Zumbach, ZYGO), университеты (Cranfield, ETH Zurich) и лаборатории (CERN). , NPL) и коллеги, которые участвовали в этом исследовании, предлагая свои наиболее подходящие технологии и методологии или высказывая свои идеи о том, как выполнить эту работу.

Выдержки из стандарта ISO 25178-602: 2010 — Геометрические характеристики продукта (GPS) — Текстура поверхности: Площадь — Часть 602: Номинальные характеристики бесконтактных (конфокальных хроматических зондов) приборов воспроизведены любезно AFNOR. Только исходный и полный текст стандарта в том виде, в котором он предоставляется AFNOR Editions, доступный через Интернет-сайт www.