يۈزەكى تاختا تۈزلۈكى نانومېتىر توغرىلىقىغا قانداق ئۆلچەنگەن

ئېنىقلىق گرانىت يۈز تاختىسى سانائەت ئۆلچەش ساھەسىدىكى ئەڭ ئاساسلىق قوراللارنىڭ بىرى. ئۇ پايدىلىنىش سانلىق مەلۇماتى - تۈزلەڭلىكنىڭ فىزىكىلىق گەۋدىلىنىشى بولۇپ، ئاخىرىدا سېختىكى باشقا بارلىق ئۆلچەشلەر سېلىشتۇرۇلىدۇ. ئەگەر يۈز تاختىسى توغرا بولمىسا، ئۇنى ئىشلىتىپ قىلىنغان ھەر بىر ئۆلچەش بۇ توغراسىزلىقنى ئىلگىرى سۈرۈپ، تەكشۈرۈش سانلىق مەلۇماتلىرى ۋە ئىشلەپچىقىرىش قارارلىرىنى جىمجىت بۇلغىۋېتىدۇ.

كۆپىنچە سانائەت قوللىنىشلىرىدا، چوڭ يۈزەكى تاختايدا بىر قانچە مىكرومېتىر ئىچىدە تەكشىلىككە ئېرىشىش قوبۇل قىلىنىدۇ. ئەمما ئالدىنقى قاتاردا - يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ئۈسكۈنىلىرىنى كالىبرلاش، دۆلەت ئۆلچىمى تەجرىبىخانىلىرى، فوتولىتوگرافىيە پايدىلىنىش سىستېمىسى ۋە ئىنتايىن يۇقىرى ئېنىقلىقتىكى CMM سالاھىيىتى قاتارلىق ساھەلەردە - تەكشىلىكنى نانومېتىر سەۋىيەسىدە تەكشۈرۈش كېرەك. ئۇنداقتا سوئال مۇنداق بولىدۇ: قانداق قىلىپ بىر نەرسىنى ئادەتتە ئۆلچەيدىغان ئۈسكۈنىلەردىن تېخىمۇ ئېنىق ئۆلچەمدە ئۆلچەيسىز؟

بۇ ماقالە مىكرومېتىر سەۋىيەسىدىن نانومېتىرغىچە يۈزەكى تاختا تۈزلۈكنى تەكشۈرۈش ۋە ئۇنىڭغا ئېرىشىش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدىغان پىرىنسىپلار، ئۇسۇللار ۋە ئەسۋابلارنى تەتقىق قىلىدۇ.

نېمىشقا تۈزلۈك سىز ئويلىغاندىنمۇ مۇھىم؟

يۈزەكى تاختا تۈزلۈكى خىزمەت رايونىدىكى ئەڭ چوڭ يول قويۇلىدىغان خاتالىق (MPE) ئارقىلىق بەلگىلىنىدۇ، كۆپىنچە مىكرومېتىر (μm) بىلەن ئىپادىلىنىدۇ. AA دەرىجىسى (كۆپىنچە خەلقئارالىق ئۆلچەملەر بويىچە ئەڭ ياخشى سودا دەرىجىسى) ئادەتتە گېرمانىيە DIN 876 ئۆلچىمى بويىچە 1000 × 630 مىللىمېتىرلىق تاختا ئۈچۈن 1.6 μm ئىچىدە ياكى ئامېرىكا ASME B89.3.7 ئۆلچىمى بويىچە مەلۇم چىدامچانلىق دائىرىسى ئىچىدە تۈزلۈكنى تەلەپ قىلىدۇ.

لېكىن مەزمۇن ھەممە نەرسىنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. ئۈچ مىكرومېتىرلىق چەتنىش ئۆلچەيدىغان «تەكشى» يۈز تاختىسى ئادەتتىكى سېخ تەكشۈرۈشى ئۈچۈن تولۇق ماس كېلىدۇ. 10 نانومېتىرلىق ئورۇن بەلگىلەش توغرىلىقىنى نىشان قىلىپ فوتولىتوگرافىيە باسقۇچىنى تەڭشەشتە پايدىلىنىش سانلىق مەلۇماتى سۈپىتىدە ئىشلىتىلگەن يۈز تاختىسى پۈتۈنلەي ماس كەلمەيدۇ - ئۇنىڭ تۈزلۈك خاتالىقى ئۆزى قوللايدىغان ئورۇن بەلگىلەش چىدامچانلىقىدىن 300 ھەسسە چوڭ.

«كۆپىنچە قوللىنىشچان پروگراممىلارغا ماس كېلىدۇ» بىلەن «ئەڭ تەلەپچان قوللىنىشچان پروگراممىلارغا ماس كېلىدۇ» ئوتتۇرىسىدىكى بۇ پەرق دەل ئۆلچەش ئۇسۇلىنىڭ مۇھىملىقىنىڭ سەۋەبى، ھەمدە بارلىق يۈزە تاختا ئىشلەپچىقارغۇچىلارنىڭ مەھسۇلاتلىرىنى نانومېتىر سەۋىيەسىدە توغرا تەسۋىرلەش ئىقتىدارىغا ياكى راستچىللىقىغا ئىگە ئەمەسلىكىنىڭ سەۋەبىدۇر.

ئاساسلىق قىيىنچىلىق: بىۋاسىتە سېلىشتۇرغىلى بولمايدىغان نەرسىلەرنى ئۆلچەش

تۈزلۈكنى مىكرومېتىرغىچە بولغان توغرىلىقنى ئۆلچەش نىسبەتەن ئاددىي: تاختىنى مەلۇم تۈزلۈك ئۆلچەمگە قويۇڭ، يۈزىنى سىستېمىلىق تەكشۈرۈڭ ۋە چەتنىشلەرنى خاتىرىلەڭ. ئەمما تۈزلۈكنى نانومېتىرغىچە بولغان توغرىلىقنى ئۆلچەش بىر ئاساسىي مەسىلىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ - سېلىشتۇرۇش ئۆلچىمى سۈپىتىدە خىزمەت قىلالايدىغان دەرىجىدە تۈز فىزىكىلىق ئۆلچەم يۈزى يوق.

نانومېتىر ئۆلچىمىدە، ھەر بىر يۈزنىڭ، شۇ جۈملىدىن پايدىلىنىش يۈزلىرىنىڭمۇ ئۆزىگە خاس شەكىل خاتالىقى بار. تارتىش كۈچى چوڭ يۈزلەرنى ئۆلچەنگۈدەك دەرىجىدە دېفورماتسىيە قىلىدۇ. تېمپېراتۇرا گرادىيېنتى تەخسىدە ئىسسىقلىق كېڭىيىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. ھەتتا ھاۋا ئېقىمى ۋە ئاۋاز شاۋقۇنىمۇ بايقىغىلى بولىدىغان تەسىرلەرنى پەيدا قىلىشى مۇمكىن. ئۆلچەشنىڭ ئۆزى بۇلارنىڭ ھەممىسىنى ئويلىشىشى كېرەك.

مېترولوگىيە ئالىملىرى بۇ مەسىلىنى ھەل قىلىش ئۈچۈن بىر قانچە ئۇسۇلنى ئوتتۇرىغا قويدى، بۇلارنىڭ كۆپىنچىسى ئوخشىمىغان يۆنىلىش ياكى ئورۇنلاردا ئېلىپ بېرىلغان قايتا ئۆلچەش ئارقىلىق ئەسۋابنىڭ خاتالىقىنى بۇيۇمنىڭ خاتالىقىدىن ماتېماتىكىلىق جەھەتتىن ئايرىشنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ.

ئاساسلىق ئۆلچەش ئۇسۇللىرى ۋە ئەسۋابلىرى

ئېلېكترونلۇق سەۋىيە ۋە ئېگىلىش سېنزورلىرى خاراكتېرنى بەلگىلەشتىكى ئەڭ ئەمەلىي قوراللارنىڭ بىرى.يۈزەكى تاختاچوڭ رايونلاردىكى تۈزلۈك. WYLER Leveltronic يۈرۈشلۈكى (شۋېتسارىيە) قاتارلىق ئۈسكۈنىلەر 0.001 مىللىمېتىر/مېتىر ياكى ئۇنىڭدىن يۇقىرى بۇلۇڭلۇق ئېنىقلىققا ئېرىشىدۇ - بۇ 1 مېتىر ئۈستىدە 1 مىكرومېتىر ئېگىزلىك پەرقىنى بايقىغانغا باراۋەر. ماھىر مېترولوگلار يۈزنى تور شەكلىدە (بىرلەشمە جەك ئۇسۇلى، كرېست شەكلى ياكى تولۇق تور) سىستېمىلىق ھالدا كېسىپ ئۆتۈش ئارقىلىق يۈزنىڭ تولۇق توپوگرافىيە خەرىتىسىنى ياسىيالايدۇ.

لازېر ئارىلىشىش ئۆلچەش تېخنىكىسى مىكرومېتىردىن تۆۋەن ۋە نانومېتىر سەۋىيەسىدىكى تۈزلۈكنى باسقۇچلۇق ئۆزگەرتىش ئىقتىدارى بىلەن تەمىنلەيدۇ. Renishaw XL-80 لازېر ئارىلىشىش ئۆلچەش ئۈسكۈنىسى قاتارلىق ئۈسكۈنىلەر بىر قانچە مېتىر ئارىلىقتا 1 نانومېتىردىن يۇقىرى ئېنىقلىقتىكى يۆتكىلىشنى ئۆلچەيدۇ. يۈزەكى تاختا ئۆلچەشتە، لازېر نۇرى تاختاينىڭ ئۈستىدىن يۆتكەلىدۇ، ئوپتىكىلىق تۈز ياكى پايدىلىنىش ئەينىكى كونترول قىلىنىدىغان يولنى ئىز قوغلايدۇ؛ قايتۇرۇلغان نۇردىكى ئېغىش يۈزەكى شەكىلنى ئاشكارىلايدۇ.

ئوپتىكىلىق تۈزلۈكلەرنى ئىشلىتىپ ئارىلىق ئۆلچەش - شەكىل خاتالىقى 30 نانومېتىردىن تۆۋەن بولغان يۇقىرى دەرىجىدە سىلىقلانغان ئەينەك ياكى ئېرىتىلگەن كرېمنىي پايدىلىنىش ماتېرىياللىرى - بىرلا ۋاقىتتا بىر قانچە يۈز كۋادرات مىللىمېتىرلىق رايونلاردا يۈزەكى تاختىلارنى نانومېتىر ئېنىقلىقى بىلەن خاراكتېرلىيەلەيدۇ. دۆلەتلىك ئۆلچەم ئىنىستىتۇتلىرىدا ئىشلىتىلىدىغان تولۇق دىئافراگما ئارىلىق ئۆلچەش ئەسۋابلىرى بىر قېتىملىق ئۆلچەشتە دىئامېتىرى 600 مىللىمېتىرلىق رايونلارنى ئۆلچەيدۇ.

سىغىملىق يۆتكىلىش سېنزورلىرى ۋە ھاۋا كۆتۈرۈش زوندلىرى يەنە بىر ئۇسۇل بىلەن تەمىنلەيدۇ، ئۇلار نانومېتىر دەرىجىسىدىكى ئېنىقلىق دەرىجىسى ۋە يۈزنى تېگىشمەي تۇرۇپ سىكانىرلاش ئىقتىدارىغا ئىگە. بۇلار كۆپىنچە ئېنىقلىقتىكى گرانىت ياكى كېرامىكا پايدىلىنىش باسقۇچلىرى بىلەن بىرلەشتۈرۈلۈپ ئىشلىتىلىدۇ - بۇ باسقۇچلار ئۆزلىرى ھەرىكەت پايدىلىنىش باسقۇچلىرى بولۇپ، ئۆزلۈكىدىن پايدىلىنىش ئۆلچەش سىستېمىسىنى يارىتىدۇ.

ئۈچ تاختا ئۇسۇلى: ئۆز-ئۆزىگە پايدىلىنىش تۈزلۈكى

ئۈستۈنكى پايدىلىنىش ماتېرىيالىسىز تۈزلۈككە ئېرىشىش ۋە تەكشۈرۈشنىڭ ئەڭ كۈچلۈك كلاسسىك ئۇسۇللىرىنىڭ بىرى ئۈچ تاختا ئۇسۇلى. بۇ ئۇسۇلدا، ئۈچ تاختا بەلگىلىك بىر ئايلىنىش ۋە سېلىشتۇرۇش تەرتىپى بويىچە بىر-بىرىگە چاپلىنىدۇ. بۇ جەرياننىڭ ماتېماتىكىسى بىر تاختادىكى ھەر قانداق سىستېمىلىق خاتالىقنىڭ قالغان ئىككىسى بىلەن بولغان ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىش ئارقىلىق ئاشكارىلىنىدىغانلىقىغا كاپالەتلىك قىلىدۇ - تاختايلار بىرلىكتە ھەر قانداق سىرتقى پايدىلىنىش ماتېرىيالى ئەمەس، بەلكى تۈز تەكشىلىكنى بەلگىلەيدۇ.

ئۈچ تاختاي ئۇسۇلى يۇقىرى ئېنىقلىقتىكى يۈزە تاختا ئىشلەپچىقىرىشنىڭ تارىخىي ئاساسى بولۇپ، بۈگۈنكى كۈندىمۇ مۇھىم ئەھمىيەتكە ئىگە. ئۇنىڭ زامانىۋى يولغا قويۇلۇشى ئەنئەنىۋى قولدا سىيرىش ماھارىتى بىلەن ئېلېكترونلۇق ئۆلچەش ئارقىلىق تۈزىتىش جەريانىغا يېتەكچىلىك قىلىدۇ -- قولنىڭ نېمىنى بايقىغانلىقىنى مىقدارلاشتۇرىدىغان ئېلېكترونلۇق سەۋىيە بىلەن بىرلەشتۈرۈلگەن ماھارەتلىك ھۈنەرۋەنلەر يۈزەنى سېزىش ئارقىلىق «ئوقۇيالايدۇ».

نەتىجىدە بىر گەۋدىلەشكەن جەريان كېلىپ چىقىدۇ: ھەر بىر قېتىم چاپلاش، ئۆلچەش ۋە ماتېرىيالنى تاللاپ چىقىرىۋېتىش دەۋرى ئۈچ تاختىنىڭ ھەممىسىنى مۇكەممەل تۈزلۈككە تەدرىجىي يېقىنلاشتۇرىدۇ. چەكلىمە ئامىلى ئۇسۇل ئەمەس، بەلكى خىزمەت قىلىۋاتقان كىشىلەرنىڭ سەۋرچانلىقى، ماھارىتى ۋە قولدا بار بولغان ئۆلچەش قوراللىرى.

ئۆلچەش مۇھىتىنىڭ رولى

نانومېتىر سەۋىيەسىدە، ئۆلچەش مۇھىتى ئۆلچەش سىستېمىسىنىڭ بىر قىسمىغا ئايلىنىدۇ. تېمپېراتۇرا پەقەت نامدىكى قىممەتكىچە ئەمەس، بەلكى قاتتىق دائىرىلىك (ئادەتتە ±0.5°C ياكى ئۇنىڭدىنمۇ يۇقىرى) كونترول قىلىنىشى كېرەك، چۈنكى 1 مېتىرلىق گرانىت تاختىسىنىڭ پەقەت 0.1°C دىكى ئىسسىقلىق كېڭىيىشى بىر قانچە يۈز نانومېتىر. نەملىك گرانىت يۈزىنىڭ ئۆزىگە ۋە لازېر ئارىلىشىش نۇرى ئۆتىدىغان ھاۋانىڭ سىنىشىغا تەسىر كۆرسىتىدۇ. بىنا قۇرۇلمىسى، HVAC ياكى يېقىن ئەتراپتىكى ماشىنىلاردىن كېلىپ چىققان تىترەش دىنامىك ئورۇن خاتالىقىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ، بۇ ستاتىك تۈزلۈك ئۆلچەش نەتىجىسىگە بۇزغۇنچىلىق قىلىدۇ.

شۇڭلاشقا جىددىي ئۆلچەش تەجرىبىخانىلىرى - ۋە ئەڭ قاتتىق ئېنىقلىقتىكى گرانىت ئىشلەپچىقارغۇچىلار - كونترول قىلىنىدىغان مۇھىتقا زور مىقداردا مەبلەغ سالىدۇ. تىترەشتىن ساقلىنىش ئۈچۈن پول، ئەتراپىدىكى تىترەشكە قارشى ئۆستەڭ ۋە جىمجىت ئۈستىدىكى كىرانلار بىلەن مەخسۇس ياسالغان تېمپېراتۇرا ۋە نەملىك كونترول قىلىنىدىغان ئۆي ھەشەمەتلىك ئىش ئەمەس - ئۇ ئەڭ يۇقىرى تۈزلۈك دەرىجىسىگە يېتىش ۋە تەكشۈرۈشنىڭ تېخنىكىلىق تەلىپى.

ئۆلچەش ئۆيىنىڭ ئەتراپىدىكى تىترەشكە قارشى ئۆستەڭلەر (ئادەتتە كەڭلىكى 500 مىللىمېتىر، چوڭقۇرلۇقى 2000 مىللىمېتىر) ئۆلچەش پولىنى بىنانىڭ تىترەشىدىن فىزىكىلىق جەھەتتىن ئايرىۋېتىدۇ. 1000 مىللىمېتىر ياكى ئۇنىڭدىن قېلىنراق قېلىنلىقتىكى ئىنتايىن يۇقىرى كۈچلۈك بېتوندىن قۇيۇلغان پوللار دىنامىك تەۋرىنىشلەرگە قارشى تۇرۇش ئۈچۈن لازىم بولغان ماسسا ۋە قاتتىقلىقنى تەمىنلەيدۇ. بۇ ئۇل ئەسلىھە مەبلەغ سېلىشلىرى ئىشلەپچىقارغۇچىنىڭ قانداق تەكشىلىك سەۋىيەسىگە ئىشەنچلىك ھالدا ئېرىشەلەيدىغانلىقى ۋە تەكشۈرەلەيدىغانلىقىنى بىۋاسىتە بەلگىلەيدۇ.

كالىبراتسىيە ئىز قوغلاش ئىقتىدارى: ئىشەنچ زەنجىرى

تۈزلۈك ئۆلچەش پەقەت ئۇنى ياساشتا ئىشلىتىلگەن ئەسۋابلارغىچە ئىشەنچلىك بولىدۇ -- بۇ ئەسۋابلار پەقەت ئۇلارنىڭ كالىبراتسىيەسى دۆلەت ۋە خەلقئارا ئۆلچەملەرگە ئۇيغۇنلاشتۇرۇلغاندىلا ئىشەنچلىك بولىدۇ. ئېنىقلىق ئۆلچەشتە، بۇ ئىز قوغلاش زەنجىرى ئىختىيارىي ئەمەس: ئۇ ئۆلچەش ئىشەنچلىكلىكىنىڭ ئاساسى.

ئۆلچەش ئەسۋابىنىڭ خەلقئارا بىرلىك سىستېمىسى (SI) تەرىپىدىن ئېنىقلىنىشى ھازىر ئامېرىكىدىكى NIST، گېرمانىيەدىكى PTB، ئەنگىلىيەدىكى NPL ۋە جۇڭگودىكى NIM قاتارلىق دۆلەتلىك ئۆلچەش ئىنستىتۇتلىرى (NMIs) تەرىپىدىن ساقلانغان نۇر سۈرئىتى ۋە لازېر چاستوتا ئۆلچەملىرى ئارقىلىق ئەمەلگە ئاشۇرۇلدى. ئۆلكە ياكى دۆلەتلىك ئۆلچەش ئىنستىتۇتلىرى تەرىپىدىن تارقىتىلغان كالىبراتسىيە گۇۋاھنامىسى مەلۇم بىر ئەسۋابنىڭ بۇ ئاساسلىق ئەمەلگە ئاشۇرۇشلارغا ئەگىشىدىغان يۇقىرى دەرىجىلىك ئۆلچەملەر بىلەن سېلىشتۇرۇلغانلىقىنىڭ ھۆججەتلىك دەلىلى بىلەن تەمىنلەيدۇ.

ئېنىقلىق گرانىت ئىشلەپچىقارغۇچى ئۈچۈن، بارلىق ئۆلچەش ئەسۋابلىرىنىڭ ئېتىراپ قىلىنغان ئۆلچەش ئاپپاراتلىرى تەرىپىدىن كالىبرلىنىشى (دۆلەت ئۆلچىمى بويىچە ئىز قوغلىغىلى بولىدىغان گۇۋاھنامىسى) ئۇلارنىڭ مەھسۇلاتلىرىدا كۆرسىتىلگەن تۈزلۈك قىممىتىنىڭ خالىغانچە سان ئەمەس، بەلكى مىقدارلاشتۇرۇلغان ئېنىقسىزلىق بىلەن SI ئىز قوغلىغىلى بولىدىغان ئۆلچەش ئىكەنلىكىنى بىلدۈرىدۇ.

خۇلاسە: ئۆلچەش پەقەت تەكشۈرۈش ئەمەس، بەلكى ئىشلەپچىقىرىشتۇر

يۈزەكى تاختا تۈزلۈكىنى نانومېتىر توغرىلىقىغىچە ئۆلچەش پەقەت ئاخىرقى سۈپەت تەكشۈرۈشىلا ئەمەس. ئۇ ئىشلەپچىقىرىش جەريانىنىڭ ئايرىلماس بىر قىسمى بولۇپ، چاپلاش جەريانىدا ھەر بىر تۈزىتىش باسقۇچىغا يېتەكچىلىك قىلىدۇ ۋە يۈزەكى تاختىنى تەلەپ قىلىنغان ئۆلچەمگە قاراپ يېتەكلەيدىغان ئىنكاس بىلەن تەمىنلەيدۇ. توغرا ئۆلچەش ئىقتىدارى بولمىسا، توغرا ئىشلەپچىقىرىش ئىقتىدارىمۇ بولمايدۇ.

گرانىت يۈز تاختىلىرىدىكى نانومېتىر دەرىجىسىدىكى تۈزلۈككە ئېرىشىش ۋە ئىشەنچلىك ھالدا تەكشۈرۈش ئىقتىدارى ھەقىقىي ئىقتىدار چېگرىسىنى ئىپادىلەيدۇ - بۇ دۇنيادىكى ئەڭ قابىلىيەتلىك ئېنىقلىق ئىشلەپچىقارغۇچىلارنىڭ ئاز بىر قىسمىنى كۆپ سانلىقتىن ئايرىپ تۇرىدۇ. بۇ، توغرا ماتېرىيال، توغرا ئۈسكۈنە، توغرا مۇھىت، ئىز قوغلىغىلى بولىدىغان ئۆلچەملەرگە ماسلاشتۇرۇلغان توغرا ئەسۋابلارنى تەلەپ قىلىدۇ، ئۇلارنى توغرا ئىشلىتىش ئۈچۈن تەربىيەلەنگەن ۋە تەجرىبىلىك كىشىلەر تەرىپىدىن باشقۇرۇلىدۇ.

ئېنىق يۈزەكى تاختىلارنى ئىشلەتكۈچىلەر ئۈچۈن - دۆلەت ئۆلچىمى تەجرىبىخانىلىرى، يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ئۈسكۈنىلىرى شىركەتلىرى ياكى ئىلغار CMM ئەسلىھەلىرى بولسۇن - ئۇلارنىڭ تاختىلىرىنىڭ قانداق ئۆلچەنىدىغانلىقىنى چۈشىنىش ئابستراكت مەسىلە ئەمەس. بۇ، بۇ تاختىلاردا قىلىنغان ئۆلچەشلەرگە ئىشىنىشكە بولىدىغان-بولمايدىغانلىقىنى بىۋاسىتە بەلگىلەيدۇ.