intTypePromotion=1

Xây dựng hệ thống chuẩn đo lường quốc gia lĩnh vực góc phẳng tại Việt Nam

Chia sẻ: Nguathienthan6 Nguathienthan6 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

0
20
lượt xem
0
download

Xây dựng hệ thống chuẩn đo lường quốc gia lĩnh vực góc phẳng tại Việt Nam

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Xây dựng hệ thống chuẩn đo lường quốc gia lĩnh vực góc để đảm bảo tính chính xác của phép đo góc cho cả nước là một nội dung quan trọng trong kế hoạch phát triển hệ thống đo lường quốc gia. Nghiên cứu thiết lập hệ thống chuẩn đo lường quốc gia lĩnh vực góc nhằm mục đích đảm bảo độ chính xác của các chuẩn và phương tiện đo góc dùng trong tất cả các ngành kinh tế, kỹ thuật của quốc gia là một nhiệm vụ cần thiết của ngành đo lường, nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm, hàng hóa, đồng thời phục vụ tốt nhiệm vụ đảm bảo đo lường cho các cơ sở trong cả nước đối với lĩnh vực đo này.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Xây dựng hệ thống chuẩn đo lường quốc gia lĩnh vực góc phẳng tại Việt Nam

  1. khoa họckhoa - công nghệ và đổi mới sáng tạo học - công nghệ và đổi mới sáng tạo Xây dựng hệ thống chuẩn đo lường quốc gia lĩnh vực góc phẳng tại Việt Nam Bùi Quốc Thụ, Tống Công Dũng, Trần Nam Anh, Vũ Khánh Phan Viện Đo lường Việt Nam Xây dựng hệ thống chuẩn đo lường quốc gia lĩnh vực góc để đảm bảo tính chính xác của phép đo góc cho cả nước là một nội dung quan trọng trong kế hoạch phát triển hệ thống đo lường quốc gia. Nghiên cứu thiết lập hệ thống chuẩn đo lường quốc gia lĩnh vực góc nhằm mục đích đảm bảo độ chính xác của các chuẩn và phương tiện đo góc dùng trong tất cả các ngành kinh tế, kỹ thuật của quốc gia là một nhiệm vụ cần thiết của ngành đo lường, nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm, hàng hóa, đồng thời phục vụ tốt nhiệm vụ đảm bảo đo lường cho các cơ sở trong cả nước đối với lĩnh vực đo này. Tổng quan về hệ thống chuẩn đo lường quốc gia lĩnh vực ra làm hai loại chính, phổ quát tất cả các chủng loại góc chuẩn và phương tiện đo góc trong thực tế, đó là: Góc là đơn vị dẫn xuất trong hệ thống đơn vị đo + Chuẩn góc lớn, phạm vi góc đến 360o hoặc lớn lường quốc tế SI và đã được quy định theo Luật Đo hơn 360o (chuẩn góc toàn vòng). lường về đơn vị đo lường hợp pháp tại Việt Nam. + Chuẩn góc nhỏ, phạm vi góc nhỏ hơn 1o (chuẩn Trong toán học và thực tế, số đo góc của một vòng góc nhỏ). tròn gọi là góc đầy (Full Angle) cũng được coi là chuẩn tự nhiên của góc phẳng (Natural Etalon) Hệ thống chuẩn đo lường quốc gia lĩnh vực góc có giá trị là 2π (360o) và sai số bằng không, do thường là chuẩn đầu, tức là chuẩn có độ chính xác đó việc sử dụng vòng tròn khép kín làm cơ sở để cao mà giá trị của nó không dựa vào các chuẩn thiết kế chuẩn, thiết bị đo góc có độ chính xác cao khác cùng đại lượng. Do đó, các chuẩn này phải được liên kết đến định nghĩa đơn vị góc (Radian) cũng được nhiều Viện đo lường quốc gia (National trong hệ đơn vị quốc tế SI hoặc chuẩn tự nhiên của Metrology Institutes - NMIs) của các nước trên thế lĩnh vực góc là vòng tròn khép kín có giá trị độ lớn giới và khu vực nghiên cứu, triển khai. là 2π và không có sai số. Xây dựng hệ thống chuẩn Các chuẩn góc có nhiều loại khác nhau, mẫu đo lường quốc gia lĩnh vực góc đồng thời cũng phải chuẩn riêng biệt như căn mẫu góc, hoặc có thể là nghiên cứu phương pháp đánh giá, duy trì, liên kết một phần của vòng tròn như đa diện góc (gọi là chuẩn. chuẩn góc rời rạc); chuẩn góc dạng bàn quay phân độ, đầu chia độ (gọi là loại chuẩn góc toàn vòng liên Xây dựng hệ thống chuẩn đo lường quốc gia lĩnh vực góc tục). Nhiều loại chuẩn khác nhau nên việc dẫn xuất tại Việt Nam đến các chuẩn yêu cầu hệ thống chuẩn phải đảm Hệ thống chuẩn đo lường quốc gia lĩnh vực góc bảo có đủ chuẩn phạm vi nhỏ và chuẩn toàn vòng. phải thực hiện được việc duy trì và dẫn xuất chuẩn Hiện nay người ta chia các chuẩn góc thông dụng đo lường góc, từ các chuẩn thuộc hệ thống chuẩn đo 31 Số 4 năm 2020
  2. Khoa học - Công nghệ và đổi mới sáng tạo Bộ tạo góc nhỏ Hình 1. Hình 1.tạo Sơ đồ bộ Sơgóc đồnhỏ bộđược tạo xây gócdựng. nhỏ được xây dựng. Bộ tạo góc nhỏ lường quốc gia, đơn vị góc được sao truyền xuống phản xạ (corner cube) H1 và H2 được gắn chặt vào chuẩn, phương tiện đo góc có độ chính xác thấp hơn cánh tay đòn, tia f1 và f2 sau khi phản xạ kết hợp với đáp ứng nhu cầu của cơ sở. Nghiên cứu, xây dựng nhau tại bộ thu nhận tín hiệu đặt trong giao thoa chuẩn đo Bộ chuẩn lường quốcđầu gócvựcphẳng gia lĩnh góc phảinhỏ đảm sửbảodụngkếgiao laser.thoa Giao kế thoalaser được kế laser xácViện Đo lường định được sự biến Việt Nam việc liên kết nghiên chuẩn, đánh cứugiá thiết đượckế độchế chínhtạoxácđược thiênthể góchiện thôngtrên qua sựhình thay1đổi cóquang đặc lộtrưng K1 và kỹ K2, của chuẩn, đảm bảo độ ổn định của chuẩn. Nghiên khi xoay cánh tay đòn (6) tạo ra sự dịch chuyển thuật: cứu tìm hiểu về đo lường góc kết hợp với quy hoạch gương H1 và H2. Quang lộ K2 thay đổi một lượng phát triển chuẩn đo lường quốc gia lĩnh vực góc đến bằng 1/2Lsinθ tương tự quang lộ K1 cũng thay đổi - Phạm vi đo: ±30′ 2020, Viện Đo lường Việt Nam đề xuất xây dựng hệ một lượng bằng 1/2Lsinθ. Giá trị sinθ sẽ tỷ lệ với thống chuẩn đo lường quốc gia lĩnh vực góc tại Việt lượng biến thiên quang lộ K1 -K2. - Độ không đảm bảo đo: U=0,08″ Nam bao gồm: Bộ chuẩn đầu góc phẳng nhỏ sử dụng giao thoa Chuẩn + Chuẩn góc nhỏgóccótoànphạmvòngvi đo ±30′, độ không kế laser được Viện Đo lường Việt Nam nghiên cứu đảm bảo đo U=0,08″; thiết kế chế tạo được thể hiện trên hình 1 có đặc Chuẩn góc toàn vòng được xây dựng dựa trưng trên cở sở liên kết chặt chẽ giữa kỹ thuật: + Chuẩn góc toàn vòng sử dụng đĩa chia độ kiểu việc gia sốsửcó dụng độ phân nguyên giải 0,1″,lýđộvòng khôngtrònđảmkhép bảo đokín (circle - Phạmclosure) vi đo: ±30′và phương thức chia độ trên vòng tròn đó, bao gồm cả phương pháp xác U=0,1″; - Độđịnh khôngđộ đảm chính bảo đo:xácU=0,08″ của vạch chia. + Các chuẩn này phải được tích hợp thành hệ thống đápChúng ứng yêu tôicầuđãhiệu dựng chuẩn góc toànChuẩn xâychuẩn; vòng góc dựatoàntrênvòng cơ sở sử dụng đĩa chia độ+dạng giacácsố phương thiết kế theo kiểu thiết Chuẩn góc toàn vòng được xây dựng dựa trên Xây dựng pháp sao truyền chuẩn.bị mã hóa đo góc quay (Rotary Encoder - cơ sở liên kết chặt chẽ giữa việc sử dụng nguyên lý RE) do đầu Chuẩn hãng gócE-motionsystem, phẳng nhỏ Inc của Nhật vòngBản nghiên tròn khép cứu, closure) kín (circle chế tạo. Hệ thống và phương thức thiết bị bao chia độ trên vòng tròn đó, bao gồm cả phương pháp Để xây dựnggồmchuẩnđĩa gócchia độ kiểu nhỏ, Viện giaViệt Đo lường số 2 có 36.000 vạch chia được gắn với trục xác định độ chính xác của vạch chia. Nam đã quay được phê quanh duyệt sử ổ quay thựcdụng hiện đề tài khoa đệm học Bearing) 5 thông qua cơ cấu dẫn động 6 khí (Air cấp bộ “Nghiên cứu thiết kế chế tạo bộ chuẩn đầu Chúng tôi đã xây dựng chuẩn góc toàn vòng dựa là góchệ chuyển phẳng nhỏ”. động Kết quảcơ củađiện đề tàitửđãchính chế tạoxác. bộ Hệtrênthống cơ sở đầu đọcđĩa sử dụng 3 bao chia độgồmdạng12giađầusố đọc thiết được bố trí xung quanh vành chia độ, thông qua hệ thống điện tử nội suy và xử lý chuẩn góc phẳng nhỏ sử dụng giao thoa kế laser có kế theo kiểu thiết bị mã hóa đo góc quay (Rotary sơ đồ nguyên lý được thể hiện trên hình 1. Chùm tia Encoder - RE) do hãng E-motionsystem, Inc của tín laserhiệu phát đo, ra từvị trí góc nguồn laserquay ổn địnhcủatầnbàn số (1)quay qua 4 Nhật gắn Bản chặtnghiên với trục quay cứu, chế tạo.sẽ Hệđược thống xác định thiết bị bao chính xác (hình 2). bộ tách tia (2) tách làm hai chùm tia có tần số là f1 gồm đĩa chia độ kiểu gia số 2 có 36.000 vạch chia và f2. Tia f1 đi vào gương H1 (3), tia f2 đi vào gương được gắn với trục quay quanh ổ quay sử dụng đệm H2 (4) thông qua gương góc 450 (5). Hai gương góc khí (Air Bearing) 5 thông qua cơ cấu dẫn động 6 là 32 Số 4 năm 2020
  3. khoa học - công nghệ và đổi mới sáng tạo Hệ thống chuẩn đo lường quốc gia lĩnh vực góc phẳng được công nhận tại Viện Đo lường Việt Nam có đặc trưng kỹ thuật sau: hệ chuyển động cơ điện tử chính xác. Hệ thống đầu Chuẩn quốc gia góc phẳng nhỏ - đọc 3 bao gồm 12 đầu đọc được bố trí xung quanh 1 V01.02.19.01 (Chuẩn góc nhỏ - Small Angle vành chia độ, thông qua hệ thống điện tử nội suy Interferometer) và xử lý tín hiệu đo, vị trí góc quay của bàn quay 4 1.1 Phạm vi đo ±30′ gắn chặt với trục quay sẽ được xác định chính xác 1.2 Độ phân giải Độ không đảm 0,01′′ (hình 2). 1.3 bảo đo U=0,08′′ Chuẩn quốc gia góc phẳng toàn vòng - V01.02.19.02 2 (Chuẩn góc toàn vòng - Self Calibration Measuring System) ±360° 2.1 Phạm vi đo Quay hai chi ều thuận, nghịch 2.2 Độ phân giải 0,035′′ Độ không đảm 2.3 U=0,1′′ bảo đo Hình Hình 2. SơHình 2. 2. Sơ Sơ đồ đồ nguyên lý nguyên đồ nguyên lýchuẩn chuẩn lý chuẩn Chuẩn góc toàn vòng tại Viện góc toàn góc góctoàn toàn vòng. Chuẩn gócChuẩn toàn vòng góc toàn tại Viện vòng Đo tại Viện Đo vòng. vòng. Đo lường Việt Nam. lường Việt lường Nam. Việt Nam. Ngày 13/2/2020, Bộ Khoa học và Công nghệ đã ban hành QuyếtBộđịnh Ngày 13/2/2020, Khoa họcsốvàlàCông258/QĐ-BKHCN nghệ đã ban hành Quyết địnhphê số là duyệt258/QĐ-BKHCN chuẩn đochỉlường quốc định cơ quan đượcgia, chỉđođịnh giữ chuẩn tổgia lường quốc chức lĩnh vựcgiữ góc Một trong các biện pháp để đảm bảo đo lường là Phòng Đo lường độ dài (Viện Đo lường Việt Nam). Một trong Một các2.trong biện các phápbiệnđể đảm phápbảo để đođảm lường bảo đo đốilường với cácđốichuẩn với các đo lường chuẩn chuẩn quốc làđo lường là gia lĩnh vực góc là Phòng Đo lường độ đối Hìnhvới HìnhSơ các 2. đồ đồchuẩn Sơ nguyên lý chuẩn nguyên đo lường là tiến hành hiệu chuẩn lý chuẩn tiến hànhtiến hiệuhành chuẩn hiệuđối chuẩn với các đối chuẩn với các đo chuẩn lường Chuẩn đó. đo Chuẩn lường gócThông toàn góc đó. thường vòng toàn Thông vòngtại việc Viện tại thường Đo Viện hiệu Đo dài chuẩn việc (Viện hiệu chuẩnĐo lường Việt Nam). đối gócvới góc các toàntoàn vòng.chuẩn đo lường đó. Thông thường việc vòng. lường ViệtViệt lường Nam. Nam. * ** được thựcđược hiện thực bằng hiện cách bằng so sánh cách vớiso hiệu chuẩn được thực hiện bằng cách so sánh vớichuẩn sánh với đo chuẩn lường đo có độ lường chính có xác độ chính cao hơn xácđể cao hơn để * xác địnhxác saichuẩn số định củasaicácđosốvạch của lường các chia.cóvạch Tuy độ chia. nhiên Tuy chính đối nhiên với xáccác đốichuẩn cao vớihơn các toàn đểchuẩn vòng, xáctoànđặc vòng, biệt đặc biệt * lường * lĩnh vực góc của Việt Nam tương đương Hiện nay, trình độ chuẩn đo chuẩn toàn chuẩn vòngtoàn định sửsaidụng vòngsố bộ sử củamã dụng hóa các bộgóc mãquay vạch hóachia. góc có thể quay thực Tuy cóhiệnthể thực tự hiệu hiện chuẩntự hiệu bằngchuẩn bằng vớinhiên đối với với các chuẩn của các nước tiên tiến trên thế giới và trong khu vực như Thái Lan, là là Hiện phân Hệ thống chuẩn đo lường quốcđo nay, trình độ chuẩn lường lĩnh được vực góc MộtMột trong cáccác trong biện pháp biện để đảm pháp để bảobảo đảm đo đo lường lườngđốiđối cáccác với chuẩn chuẩn đo đolườnglường cách sử cách dụngcác sử nguyêndụng lýnguyên chuẩn vòng tròn toàn lý vòng vòng, khépđặctròn kínbiệt khép bằngchuẩnkín phương bằng pháp toàn phương trungpháp vòng bìnhtrung sử phân bình Malaysia... gia lĩnh vực góc xây dựng theo tiến hành tiến hiệuhiệu hành chuẩn đốiđối chuẩn với cáccác với chuẩn đo lường chuẩn đo lường đó. đó. ThôngThông thường thường việc hiệuhiệu việc chuẩncủa Việt chuẩn Nam dạng chuẩn đầu, tương liên kết đương trực tiếp đến với chuẩn các đầu lĩnh chuẩn vực độ dài của và chuẩn các góc tự đoạn bằngđoạn nhau dụngbằng(The bộnhau Equal mã (TheDivisionAverage hóa Equal DivisionAverage - EDA). - EDA). đượcđượcthựcthực hiệnhiện bằngbằng sogóc cáchcách sánh so sánhquay vớivới chuẩn có chuẩnđo thể lường đo thực lườngcó độcó độ hiện chính xáctự chính caohiệu xác hơnhơn cao để đểnước tiên tiến trên thế giới và trong khu vực như Thái chuẩn ChuẩnxácgócChuẩn định xác saibằng toàn định góc vòng số sai của cách số toàn tạicác các của Viện vòng vạch sử Đo chia. vạch dụng tại lường Viện Tuy chia. nguyên nhiên Tuy Đo Việt đốilường nhiên Nam với đối lýViệt các với vòng có chuẩn các khảNam chuẩn tròn toànnăngvòng, toàn khép cóvòng, tự khả hiệu đặc năng đặc chuẩn biệtbiệttự hiệu Lan, chuẩn Malaysia... Hệ thống chuẩn 5 đo lường quốc gia thang đothang góckín chuẩncủa đo chuẩnbằng toànchính gócvòng toàn phương củahệ chính thống sử dụng vòng sử bộ pháp dụng hệ và mã mã bộ thống đưahóa hóa trung ragóc góc và đường quay đưabình ra cong có thể quay có phân đường thực thể hiệu hiệnhiện thực đoạn cong tựchuẩn hiệu hiệu tự hiệu bằng (hình chuẩn chuẩn chuẩn 3). bằngbằngNhờ (hình 3). Nhờ lĩnh vực góc được xây dựng theo dạng chuẩn đầu, đó hệ thống nhau đócách hệ cócách thống khảsử sử (The năng dụng dụng Equal cónguyên khả đo góc năng nguyênlý vòngDivisionAverage lývớiđođộ vòng góc tròn không với khép tròn khép độ đảm kín không bằng kín bảo -đo phương bằng EDA). đảm lên phương bảo phápđến pháp đo0,1ʺ. trung lên trung đến bìnhbình phân 0,1ʺ. phânliên kết trực tiếp đến chuẩn đầu lĩnh vực độ dài và đoạnđoạnbằng nhau bằng (The nhau Equal (The EqualDivisionAverage DivisionAverage - EDA). - EDA). Chuẩn góc toàn vòng tại Viện Đo lường Việt Nam chuẩn góc tự nhiên, điều này giúp cho chúng ta có Chuẩn khả Chuẩnnăng góc góc tự toàntoàn vòng hiệu vòng tại chuẩn tại Viện Đo Đo Viện lường thang lườngViệtViệt Nam đo Namcógóc khả có khả của năng năng chính tự hiệu tự hiệu chuẩnhoàn toàn làm chủ được kỹ thuật trong lĩnh vực đo chuẩn hệthang thang thống đo đo gócgóc và của đưa chính của hệra chính hệ đường thống và đưa thống cong ra đường và đưa hiệu ra đường cong chuẩn hiệuhiệu cong chuẩn (hình chuẩn(hình (hình NhờNhờlường góc phẳng, không cần thiết phải hiệu chuẩn 3).3). 3). đó Nhờhệ đó thống hệđó cóhệ thống khả năng có thống khả đo góc năng cógóc đo với khả độ không với năng độ khôngđảmđo bảogóc đảm đo lên bảo đovới đếnđến lên 0,1ʺ.0,1ʺ. độ không tại nước ngoài. đảm bảo đo lên đến 0,1ʺ. Xây dựng hệ thống chuẩn đo lường quốc gia lĩnh vực góc phẳng tạo điều kiện cho việc tham gia thoả thuận toàn cầu (MRA) về đo lường lĩnh vực góc xin công nhận năng lực hiệu chuẩn (CMCs) các phép hiệu chuẩn góc ? TÀI LIỆU THAM KHẢO Hình 3A.Hình Đường3A. cong Đường hiệucong chuẩnhiệucủachuẩnHình của 3B. ĐộHình ổn 3B. địnhĐộcủa ổnchuẩn định của toàn [1]góc góc chuẩn Bùitoàn Quốc Thụ (2007), Nghiên cứu thiết kế chế tạo bộ chuẩn gócchuẩn toàn vòng góc toàn tại Viện vòngĐotạilường Viện Việt Đo lườngvòng Việttại Viện vòng Đotại lường ViệnViệt Đo lường chuẩn đầu góc phẳng nhỏ, Báo cáo tổng hợp đề tài. Nam. Việt Nam. Nam. Nam. [2] Từ vựng quốc tế về Đo lường học - Khái niệm, thuật ngữ chung và cơ bản, TCVN 6165 : 2009. Hình 3A.3A. Hình Đường Đường congcong hiệuhiệu chuẩn củacủa Hình 3B. Độ ổn định của chuẩn góc toàn chuẩn Hình 3A. Đường cong hiệu Hình 3B.Độ Độ ổnổn định địnhcủacủa chuẩn góc toàn chuẩn góc góc chuẩn toàntoàn vòngvòng tại Viện Đo lường tại Viện ViệtViệt Hình Đo lường vòng 3B. tại Viện Đo lường Việt Nam. chuẩn [3] W. Tyler Estler (1998), “Uncertainty Analysis for Angle chuẩn Nam. của chuẩn góc toàn vòng vòng tại Viện Đo lường Việt Nam. góc toàn vòng tại Viện Đo lường Calibrations Using Circle Closure”, Journal of Reseache of Nam. 4 4 tại Viện Đo lường Việt Nam. Việt Nam. the National Institute of Standards and Technology, 103(2). [4] Tsukasa Watanabe, Hiroyuki Fujimoto, Tadashi Hệ thống chuẩn đo lường Masuda (2005), “Self - Calibratable Rotary Encoder”, 4 4 quốc gia lĩnh vực góc Journal of Physics, 13, pp.240-245. phẳng được công nhận tại Viện Đo lường Việt Nam có đặc trưng kỹ thuật sau: 33 Số 4 năm 2020
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2