Płytka wzorcowa – klucz do precyzyjnych pomiarów długości

Płytka wzorcowa to jeden z najważniejszych elementów wyposażenia każdego laboratorium metrologicznego. Bez niej niemożliwe byłoby przeprowadzenie dokładnych pomiarów długości, które są podstawą wielu procesów produkcyjnych i badawczych. W tym artykule przyjrzymy się bliżej temu narzędziu, jego budowie, zastosowaniom i zasadom użytkowania.

Czym jest płytka wzorcowa?

Płytka wzorcowa to wzorzec miary o przekroju prostokątnym, wykonany z materiału odpornego na zużycie, z jedną parą płaskich wzajemnie równoległych powierzchni pomiarowych, które można przywierać do powierzchni pomiarowych innych płytek wzorcowych i tworzyć stosy płytek, lub do podobnie wykończonych powierzchni płytek pomocniczych przy pomiarach długości.

Płytki wzorcowe produkowane są z materiałów o wysokiej twardości i odporności na ścieranie. Najczęściej spotykane materiały to:

• stal,
• węglik spiekany,
• ceramika.

Największą twardością i odpornością na ścieranie charakteryzują się płytki wykonane z węglika spiekanego, a najlepszą odpornością na korozję – płytki ceramiczne.

Wszystkie najważniejsze cechy konstrukcyjne i metrologiczne płytek oraz odchyłki graniczne i tolerancje płytek w zakresie od 0,5 mm do 1000 mm zostały opisane w normie PN-EN ISO 3650.

Powyższa norma dzieli również płytki na 4 klasy dokładności:

• klasa K (tzw. klasa kalibracyjna, najdokładniejsza, stosowana do wzorcowania płytek pozostałych klas dokładności),
• klasa 0,
• klasa 1,
• lasa 2 (tzw. klasa warsztatowa)

W normie PN-EN ISO 3650 dodatkowo zdefiniowane są pojęcia takie jak:

• długość środkowa płytki wzorcowej jest to długość płytki określona w środkowym punkcie powierzchni pomiarowej nieprzywartej,
• zmienność długości jest to różnica między długością największą a najmniejszą.

Są to dwa podstawowe parametry sprawdzane podczas wzorcowania płytek wzorcowych. Dodatkowo, aby określić klasę płytek wzorcowych należy sprawdzić płaskość i przywieralność płytek. Dopiero po wyznaczeniu tych parametrów laboratorium może przystąpić do określenia klasy płytek wzorcowych.

Norma PN-EN ISO 3650 podaje wartości dopuszczalne dla płaskości, przywieralności, zmian długości w ciągu roku oraz błędu długości środkowej i zmienności długości. Co ciekawe, dopuszczalne odchyłki graniczne długości środkowej dla płytek klasy K są większe niż dla klasy 0, natomiast różnica jest w tolerancji zmienności długości (dla klasy 0 są to wartości prawie dwukrotnie większe niż dla klasy K).

Wzorcowanie płytek wzorcowych

Długość płytki wzorcowej jest spójna z państwowymi lub międzynarodowymi wzorcami długości, jeżeli wynik można powiązać z płytką wzorcową, której wzorcowanie zostało wykonane metodą interferencyjną. Norma PN-EN ISO 3650 opisuje dwie metody wzorcowania:

1.     Pomiar interferencyjny – metoda z zastosowaniem interferometru laserowego, zalecana do wzorcowania płytek klasy K,
2.     Pomiar porównawczy – metoda z zastosowaniem komparatorów dwuczujnikowych.

Najczęściej spotykaną metodą jest metoda porównawcza, która polega na przeniesieniu długości środkowej płytki wzorcowej na płytkę wzorcowaną. Płytki wzorcowane powinny być zawsze o niższej klasie dokładności niż płytki odniesienia.

Płytki wzorcowe występują w różnych kompletach, najliczniejszy jest komplet składający się z 122 sztuk płytek. Dodatkowo dostępne są płytki długie o wymiarach od 125 mm do 500 mm, oraz płytki niestandardowe, stosowane np. do wzorcowania mikrometrów bądź suwmiarek np. o nominałach 5,1 mm lub 243,5 mm.

Podsumowanie

Płytki wzorcowe to podstawowy wzorzec długości stosowany w każdym laboratorium wykonującym wzorcowania w dziedzinie długości. W zależności od klasy dokładności mogą być wykorzystywane do wzorcowania podstawowych przyrządów pomiarowych takich jak np. suwmiarki, lub do wzorcowania innych płytek wzorcowych.