Назначение
Микроскопы конфокальные pSurf (далее по тексту - микроскопы) предназначены для бесконтактных измерений шероховатости и линейных размеров (микрогеометрии) поверхности изделий в области оптического производственного контроля.
Описание
Принцип действия микроскопов основан на запатентованной CMP-технологии (Confocal Multi Pinhole). При этом исследуемая поверхность освещается через объектив внешним источником света. До детектора (ПЗС-матрица) доходят только сфокусированные на него световые пучки, отраженные исследуемой поверхностью. Все расфокусированные пучки задерживаются точечной диафрагмой. Данный принцип точечного измерения, за счет использования вращающегося непрозрачного диска с большим количеством точечных отверстий, позволяет осуществлять полное сканирование поверхности объекта.
Конструктивно микроскопы pSurf состоят из конфокальной измерительной головки со встроенным регулятором освещенности, состоящей из конфокального микроскопа с источником света, в нижней части находится объектив и пьезо-привод, в верхней части -ПЗС-камера, контроллера pSurf, прецизионного измерительного стола, массивной гранитной плиты в виброизолированном исполнении, светодиода, объективов, джойстика, компьютера с операционной системой не ниже Windows 7, соединительных кабелей.
Микроскопы выпускаются в четырёх модификациях: explorer, expert, custom, mobile, различающихся диапазоном перемещения по измеряемой поверхности, а также максимальным числом точек в одном измерении. Для модификаций explorer и expert характерно наличие гранитной стойки в виброизолированном исполнении, имеющей форму L-образного штатива. Модификация custom может быть выполнена в двух вариантах, имеющих П-образный или L-образный гранитный штатив. Модификация mobile имеет мобильный тип стойки.
Результаты сканирования поверхности передаются на внешний компьютер. Управление прибором осуществляется с помощью внешнего компьютера с программным обеспечением (p,soft metrology, p,soft analysis), позволяющим проводить настройку прибора и контроль процесса измерений, осуществлять сбор экспериментальных данных, обрабатывать и сохранять полученные результаты.
Общий вид микроскопов конфокальных p,Surf в модификациях explorer, expert, custom, mobile с обозначением мест нанесения маркировки представлен на рисунке 1.
Схема нанесения пломбировки от несанкционированного доступа и обозначение места нанесения знака поверки представлены на рисунке 2.
Программное обеспечение
Управление процессом измерения в конфокальных микроскопах осуществляется с помощью специального программного обеспечения pSoft (metrology, analysis версии Standard, Extended, Premium). Программа psoft analysis выпускается в трех вариациях: Standard, Extended и Premium, различающихся дополнительным набором функций для последующей обработки бесконтактных измерений шероховатости и линейных размеров (микрогеометрии) поверхности изделий. Программное обеспечение (ПО) служит для настройки конфокальных микроскопов, проведения измерений, включая визуальный анализ экспериментальных данных, анализ и обработку полученных данных.
ПО на системном компьютере имеет пользовательский интерфейс, ввод данных производится с помощью клавиатуры, мыши и джойстика.
ПО устанавливается в определенную директорию жесткого диска системного компьютера. Несанкционированный доступ к программному обеспечению исключён посредством ограничения прав учетной записи пользователя, наличием пароля и аппаратного ключа разблокировки ПО (заглушки, вставляемой в порт USB компьютера перед запуском ПО). Установка обновленных версий ПО допускается только представителями предприятия-изготовителя с помощью специального оборудования.
Защита ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «высокий» согласно Р 50.2.077-2014.
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | pSoft metrology | pSoft analysis |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | v.7.X и выше | v.7.X и выше |
| Цифровой идентификатор ПО | - | - |
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение характеристики при увеличении объектива |
| 5x | 10x | 20x | 50x | 100x |
| Диапазон показаний линейных размеров по осям X и Y, мкм | от 0 до 3200 | от 0 до 1600 | от 0 до 800 | от 0 до 320 | от 0 до 160 |
| Диапазон измерений линейных размеров по осям X и Y, мкм | от 10 до 1001 | от 3 до 700 | от 3 до 300 | от 3 до 100 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения линейных размеров по осям X, Y, мкм - в диапазоне от 3 до 9 мкм включительно - в диапазоне свыше 9 до 100 мкм включительно - в диапазоне свыше 100 мкм | ±0,01 ±2,80 ±3,70 |
| Диапазон показаний линейных размеров по оси Z, мкм | от 0 до 350 |
| Диапазон измерений линейных размеров по оси Z, мкм | от 0,02 до 330 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения линейных размеров по оси Z, мкм - в диапазоне от 0,02 до 0,5 мкм включительно - в диапазоне свыше 0,5 мкм до 100 мкм включительно - в диапазоне свыше 100 до 330 мкм | ±0,004 ±1,410 ±4,000 |
| Диапазон показаний параметров шероховатости поверхности (R^ RmaxX мкм | - | - | от 0,00036 до 1,80000 |
| Диапазон измерений параметров шероховатости поверхности (Ra, Rmax), мкм | - | - | от 0,01 до 1,80 |
| Предел допускаемой абсолютной погрешности измерении параметров шероховатости (Ra, Rmax), мкм | - | - | 0,012 |
| Наименование характеристики | Значение |
| explorer | expert | custom | mobile |
| Тип стойки | L | L | L | П | Мобильная |
| Диапазон перемещения: по осям X,Y, мм по оси Z, мм | от 0 до 50 от 0 до 75 | от 0 до 100 от 0 до 50 | от 0 до 100 от 0 до 100 | Опционально | от 0 до 50 от 0 до 35 |
| Размер поля зрения вдоль осей (X* Y), мкм | 3200*3200 | 1600*1600 | 800*800 | 320*320 | 160*160 |
| Увеличение объективов, крат | 5x, 10х, 20х, 50х, 100x |
| Максимальное число точек в одном измерении X, Y | 512*512 | 984*984 1200*1200 2048*2048 | 984*984 1200*1200 2048*2048 | 512*512 |
| Диапазон измерений вдоль вертикальной оси Z (прецизионное перемещение), мкм | от 0 до 350 | от 0 до 350 | от 0 до 350 или 550 | от 0 до 350 |
| Г абаритные размеры, мм, не более - высота - ширина - длина | 328 268 707 | 526 378 799 | 450 400 862 | 900 750 1614 | 417 136 234 |
| Масса, кг, не более | 28 | 48 | 80 | 300 | 5,5 |
| Электропитание осуществляется от сети переменного тока напряжением, В частотой, Гц | от 100 до 240 50/60 |
| Потребляемая мощность, Вт, не более | 45 | 90 | 550 | 50 |
| Время измерения, сек | от 2 до 10 |
| Источник света | Светодиодный источник света высокой мощности (X = 505/475 нм), средняя наработка на отказ 50000 часов |
Значение
mobile
expert
custom
explorer
Условия эксплуатации: температура окружающей среды, °С относительная влажность,%, не более
от 15 до 35
80
Знак утверждения типа
наносится типографским способом на титульный лист Руководства по эксплуатации и на корпус прибора методом наклеивания.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность средства измерения
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Микроскопы конфокальные pSurf модификации explorer/ expert/ custom/mobile в составе: конфокальная измерительная головка с моторизованной осью Z; объективы (5х, 10х, 20х, 50х, 100х)* с пьезо-приводом; прецизионный измерительный стол*; контроллер pSurf; джойстик (ручной 3D-навигатор); виброизоляционный гранитный штатив (стойка)* | - | 1 шт. |
| Компьютер | - | 1 шт. |
| CD-диск с программным обеспечением | - | 1 шт. |
| Аппаратный ключ для разблокировки ПО | - | 1 шт. |
| Комплект соединительных кабелей | - | 1 шт. |
| Методика поверки | МП 029.М44-17 | 1 экз. |
| Руководство по эксплуатации | - | 1 экз. |
| *определяется опционально по согласованию с заказчиком |
Поверка
осуществляется по документу МП 029.М44-17 «Государственная система обеспечения единства измерений «Микроскопы конфокальные pSurf. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИОФИ» «20» марта 2017 г.
Основные средства поверки:
1 Меры периода и высоты линейные TGZ1, TGZ2, TGZ3 (Регистрационный номер 41678-09)
Таблица 5 - Основные метрологические характеристики
| | TGZ1 | TGZ2 | TGZ3 |
| Диапазон значений высоты выступов в шаговых структурах меры, нм | 20 | 110 | 520 |
| Номинальное значение шага периодической структуры меры, мкм | 3,00 |
2 Объект-микрометр ОМО (Регистрационный номер 590-63)
Основные метрологические характеристики:
длина шкалы 1001,4±3 мкм, длина между 10 делениями 100±2 мкм, среднее значение шаговой структуры 10±0,1 мкм
3 Меры длины концевые плоскопараллельные из состава рабочего эталона единицы длины 3-го разряда в диапазоне от 0,5 до 100 мм по ГОСТ Р 8.763-2011
Основные метрологические характеристики:
длина меры №1 (1±0,0002 мм), №1,33 (1,33±0,0002 мм), № 1,1 (1,1±0,0002 мм)
4 Меры шероховатости поверхности в ранге рабочего эталона 3-го разряда по ГОСТ 8.296-2015
Основные метрологические характеристики:
диапазон шероховатостей от 0,01 до 1,80 мкм, пределы допускаемой погрешности 1% Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых микроскопов с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на поверхность корпуса микроскопов (место нанесения указано на рисунке 2)
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
Техническая документация фирмы-изготовителя «NanoFocus AG», Германия;
ГОСТ 8.296-2015 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений параметров шероховатости Rmax, Rz в диапазоне от 0,001 до 3000 мкм и Ra в диапазоне от 0,001 до 750 мкм».
ГОСТ Р 8.763-2011 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений длины в диапазоне от 110-9 до 50 м и длин волн в диапазоне от 0,2 до 50 мкм»
69535-17: Методика поверки МП 029.М44-17Скачать8.0 Мб
54030-13
