Республиканская Детская Библиотека

Б. Морская 67, аудитория 52-51

Лаборатория метрологии на базе ФГУ ТЕСТ-СПб

Б. Морская 67, аудитория 13-13

Лаборатория безопасности жизнедеятельности

Б. Морская 67, аудитория 14-05

Направления научной деятельности кафедры

• метрологическое обеспечение нанотехнологий, измерение свойств наночастиц и наноматериалов
• оценка соответствия продукции наноиндустрии
• теория и практика автоматического и интеллектуального управления
• методы и приборы контроля параметров дисперсной фазы аэрозолей
• теоретическая метрология

Научные исследования на кафедре ведут выдающиеся ученые:

Окрепилов Владимир Валентинович – академик РАН, профессор — известный ученый-экономист, является руководителем нового научного направления: теория, методология и методы экономических и социальных проблем качества, организационно-экономические условия обеспечения качества и конкурентоспособности.

Им предложены методики анализа и оценки деятельности предприятий и организаций по критериям модели всеобщего менеджмента качества, принципы формирования инфраструктуры управления качеством в регионе, разработаны основы формирования системы непрерывного обучения кадров в области управления качеством, стандартизации, метрологии, сертификации. Председатель диссертационного совета Д 212.237.09 по защите докторских и кандидатских диссертаций по специальности 08.00.05 «Экономика и управление народным хозяйством» (по специализации «Экономика и управление качеством» и «Управление инновациями и инновационной деятельностью») В.В. Окрепилов яляется основателем новой области экономической науки – экономики качества, основанной на применении инструментов менеджмента качества, стандартизации и метрологии в обеспечении социально-экономического прогресса и повышении качества жизни, руководителем научной школы по экономике качества. Автор работ по повышению эффективности регионального развития на основе внедрения моделей управления качеством на мезо- и макроуровне. Под его руководством впервые проведены фундаментальные научные исследования и практические расчеты экономического эффекта от деятельности в областях стандартизации и метрологии; разработана не имеющая прямых аналогов в мире национальная система управления качеством, основанная на реализации методов программно-целевого планирования и направленная на повышение темпов модернизации экономики страны.

Автор и соавтор более 470 научных работ, в том числе 22 монографий, 6 учебников, 13 учебных пособий. Основные работы выполнены в области экономики качества, повышения эффективности инновационного развития, теории стандартизации и обеспечения единства измерений. В настоящее время более 100 крупнейших российских ВУЗов используют учебники Окрепилова В.В. в учебном процессе.

Также, за работу «Международная сертификация системы качества Российского высшего про¬фессионального образования» президент ГУАП Оводенко А. А., первый проректор Хименко В.И. и заведующий кафедрой Окрепилов В. В. в 2008 г. стали лауреатами премии Правительства Российской Федерации в области образования.

Окрепилов В.В. ведет активную общественную и научную деятельность в качестве заместителя председателя Научно-технического совета при Правительстве Санкт-Петербурга, члена Президиума Союза промышленников и предпринимателей Санкт-Петербурга, Президиума Совета ректоров вузов Санкт-Петербурга, председателя Общественного совета Адмиралтейского района Санкт-Петербурга, члена Бюро Отделения общественных наук Российской академии наук и Президиума Санкт-Петербургского научного центра РАН, члена Общественной палаты РФ и Общественной палаты Санкт-Петербург.

В.В. Окрепилов – президент Метрологической академии России, один из основателей Академии проблем качества России и президент ее Санкт-Петербургского отделения, член Королевского института качества (Великобритания), академик Международной академии качества, член Европейского фонда управления качеством и Международной Гильдии профессионалов качества.

Окрепилов В.В. — лауреат Государственной премии РФ и Премии Правительства РФ в области науки и техники; Премий Президента РФ, Правительства РФ и Правительства Санкт-Петербурга в области образования; премии им. В.В. Новожилова в области общественных наук Правительства Санкт-Петербурга и Санкт-Петербургского научного центра РАН; премии Российской академии наук за лучшие работы по популяризации науки. Заслуженный деятель науки и техники РФ, Почетный работник науки и техники РФ, Почетный метролог. Награжден нагрудным знаком «За заслуги в области стандартизации», орденом «За заслуги» Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации стран-участниц Содружества Независимых Государств, почетной медалью им. И.А. Ильина «За движение к качеству и его культуре», почетными грамотами и дипломами Министерства промышленности и торговли РФ. Почетными дипломами Законодательного Собрания Санкт-Петербурга и Ленинградской области, Грамотами Губернатора Санкт-Петербурга и Губернатора Ленинградской области.

Коновалов Александр Сергеевич — профессор, заведует лабораторией аэрокосмических технологий Института проблем машиноведения РАН, главный научный сотрудник по перспективным разработкам филиала ФГУП «Крыловский государственный научный центр». Участвовал в создании систем управления бортовыми авиационными и корабельными агрегатами, а также крупным наземным и космическим радиотелескопами. Разработанные системы дважды экспонировались на авиасалоне в Ле-Бурже и на корабельном салоне в Санкт-Петербурге. В качестве научного руководителя подготовил четырех кандидатов технических наук, осуществляет научное консультирование докторских диссертаций. Член четырех диссертационных советов.

Анна Гурьевна Чуновкина, профессор участвует в организации регулярного международного семинара «Математическая, статистическая и компьютерная поддержка качества измерений», проводимом Всесоюзным научно-исследовательским институтом метрологии им.Д. И.Менделеева (ВНИИМ) раз в два года, регулярно выступает с докладами на международных конференциях «Современные математические и вычислительные методы в метрологии и испытаниях» (AMCTM), организуемых под эгидой ИМЕКО ТК 21, является членом международного программного комитета десятой юбилейной конференции AMCTM2014.

Конференции и семинары

Студенты участвуют в разработке учебно-исследовательских информационно-измерительных систем, имеют возможность прохождения практики в отделах главного метролога на ведущих предприятиях, получают доступ к работе на уникальных информационно-измерительных системах.

Доктор технических наук, профессор Чуновкина А.Г. в 2014 г. приняла участие в организации международного семинара «Математическая, статистическая и компьютерная поддержка качества измерений», проводимого Всесоюзным научно-исследовательским институтом метрологии им. Д.И.Менделеева (ВНИИМ).

Один раз в два года она регулярно выступает с докладами на международных конференциях «Современные математические и вычислительные методы в метрологии и испытаниях» (AMCTM), организуемых под эгидой ИМЕКО ТК 21, является членом международного программного комитета десятой юбилейной конференции AMCTM2014. Последняя конференция состоялась в 2014 году в Санкт-Петербурге.

Окрепилов Владимир Валентинович
заведующий кафедрой

Степашкина Анна Сергеевна
Заместитель заведующего кафедрой

Заведующий лабораторией
Елисеева Людмила Андреевна

Контактная информация
Эл. почта:

Кабинет: 52-47 (Б. Морская 67)
Телефон: (812) 494-70-75

Кабинет: 14-01 (Б. Морская 67)
Телефон: (812) 494-70-15

Обзор современной метрологии для поддержки военных испытаний – DSIAC

Хотя слово «метрология» может быть незнакомо многим в мире проектирования и испытаний военной техники, это слово становится все более важным. Метрологию можно определить как науку об измерениях в поддержку техники. А быстрое развитие технологий и вычислительной мощности привело к появлению множества нового метрологического оборудования и методов, которые используются для того, чтобы сделать различные этапы испытаний военной техники, включая планирование испытаний, проведение испытаний и оценку испытаний, значительно более эффективными и точными.

В этой статье представлен обзор категорий базового метрологического оборудования, доступного в настоящее время, и приведены примеры конкретных коммерческих версий этих инструментов, которые обычно можно найти в арсенале хорошо оснащенной метрологической компании. Также включены несколько примеров военных испытаний и проектов моделирования, в которых некоторые из этих инновационных инструментов и методов использовались для оптимизации и улучшения результатов. К таким проектам относятся:

• Арена испытаний на рассеивание осколков и сопутствующих повреждений при детонации ракеты или боеголовки.
• Анализ воронок от взрывов для судебной экспертизы на поле боя, а также проверки и проверки прогностических моделей.
• Трехмерное (3-D) моделирование вариантов автомобиля Cougar с противоминной защитой от засады (MRAP) для космических исследований и испытаний.

Традиционно при создании моделей для поддержки испытаний используются инструменты аналоговых измерений, такие как ленты, отвесы и штангенциркули. Но эти инструменты и методы имеют свои ограничения. Такой сбор данных происходит медленнее и во многом зависит от навыков человека, проводящего измерения. Кроме того, для больших транспортных средств или деталей ошибки измерения имеют тенденцию накапливаться, что приводит к нежелательным неточностям. А поскольку показания регистрируются вручную, они также могут быть подвержены ошибкам транскрипции.

С другой стороны, методы цифровой метрологии, как правило, намного быстрее и менее чувствительны к погрешностям измерений самого измерителя. Кроме того, точная структура, создаваемая цифровыми технологиями, позволяет при необходимости включать ручные измерения, но без такого недостатка, как чрезмерное накопление неопределенности измерений.

Цифровая метрология поддерживает многие инженерные приложения, такие как:

• Обратный инжиниринг  – это приложение цифровой метрологии используется, когда набор чертежей или, чаще, трехмерная компьютерная модель, создается из реальной детали или транспортное средство, чертежи которого отсутствуют или чертежи существуют, но являются неточными, устаревшими или недоступными (см. примеры на рис. 1).
• Быстрое прототипирование  – Эта область делает шаг вперед в обратном проектировании для создания прототипа, часто путем изменения размеров существующей детали. Как правило, полноразмерный прототип создается с использованием аддитивных (трехмерная печать) или субтрактивных (компьютерное числовое управление [ЧПУ]) методов производства для проверки соответствия, формы и функционирования до начала производства.
• Проверка деталей и поверхностей по чертежу или компьютерной модели  – Эта деятельность обеспечивает соответствие деталей определенным геометрическим требованиям, обычно однозначно определяемым геометрическими размерами и допусками (GD&T).

Рисунок 1: От физической части к цифровой модели. (Фотографии и модели любезно предоставлены SURVICE Engineering.)

Метрология в поддержку испытаний всегда осуществляется в той или иной форме геометрического моделирования и иногда включает обратное проектирование, как описано ниже в обсуждении моделирования MRAP Cougar.

Метрологическое оборудование

Несмотря на то, что в настоящее время доступен большой выбор метрологических инструментов, на рынке постоянно появляются новые, более портативные, высокотехнологичные инструменты. Из-за характера моделирования для поддержки испытаний портативные измерительные решения обычно предпочтительнее стационарных решений, поскольку портативные измерительные устройства можно доставить непосредственно на испытательную площадку, деталь или транспортное средство. Таким образом, в то время как большие стационарные устройства, такие как координатно-измерительные машины (КИМ), также широко используются для поддержки военных испытаний, обсуждение здесь ограничивается в основном портативным оборудованием. Однако одним заметным исключением из этого ограничения являются компьютерные томографы (КТ), которые также включены в обсуждение бесконтактных измерительных устройств из-за их особой пригодности для проверки внутренних повреждений испытуемых предметов, таких как бронежилеты или каски.

Ниже приводится краткий обзор современного портативного метрологического оборудования и некоторых его уникальных возможностей.

Портативное метрологическое оборудование можно условно разделить на две следующие категории:

• Контактные устройства  — Портативные КИМ представляют собой легко переносимые версии стационарных КИМ, которые обеспечивают высокоточный (часто <0,001 дюйма) контроль качества на крупных производственных предприятиях. . Точность портативных КИМ составляет > 0,001 дюйма из-за их портативности, а также потому, что они редко используются в среде с контролируемым климатом, который обычно требуется для стационарных КИМ. Примерами портативных КИМ являются лазерные трекеры и  механические измерительные рычаги.   Чаще всего они используются для двухточечных измерений.
• Бесконтактные устройства  – трехмерные бесконтактные сканеры могут быстро собирать облака из многих тысяч точек данных. Их часто делят на несколько категорий в зависимости от типа процесса сбора данных. Типичная точность находится в диапазоне от 0,001 дюйма до >0,050 дюйма.

Также широко распространены гибридные устройства, которые сочетают в себе бесконтактный сканер с портативной КИМ, так что положение и ориентация сканера известны, таким образом привязывая облако точек к глобальной базовой системе координат. Наиболее распространенными из этих гибридных устройств являются измерительные руки в сочетании с лазерным сканером триангуляционного типа.

Контактные устройства

Контактные измерительные устройства подходят для многих аспектов поддержки испытаний благодаря их портативности, точности и способности работать на открытом воздухе, когда это необходимо. Эти устройства показаны на рис. 2, причем наиболее распространенными контактными устройствами являются механические измерительные руки и лазерные трекеры.

Рисунок 2: Контактные измерительные устройства.

Шарнирные измерительные рычаги обеспечивают несколько степеней свободы, поскольку оператор собирает отдельные точки или потоки точек с помощью точечного датчика с триггерным управлением. Лазерный трекер работает, центрируя лазерный луч и измеряя два угла подвеса и расстояние до цели ретрорефлектора. Расстояние обычно измеряется с использованием метода времени пролета, известного как измерение абсолютного расстояния. Для работы с наивысшей точностью, обычно не применимой к моделированию для поддержки испытаний, может использоваться интерферометрия измерения расстояния. Затем положение ретрорефлектора (и, следовательно, детали или поверхности транспортного средства) рассчитывается по двум углам и расстоянию. Как и в случае с шарнирными руками, измерения запускаются оператором и представляют собой либо отдельные точки, либо потоки точек, отстоящих друг от друга на фиксированное расстояние или временной интервал.

Менее распространенный интеллектуальный GPS (iGPS) представляет собой уникальное портативное контактное измерительное устройство, в котором положение векторной полосы определяется путем триангуляции от нескольких передатчиков. Передатчики излучают лазерный свет и световые импульсы, которые датчики на линейке векторов преобразуют в относительный азимут и угол места. Ручная векторная линейка, оснащенная двумя датчиками, используется для калибровки системы и определения глобальной системы координат. Система iGPS способна предоставлять координаты в глобальной системе координат с точностью приблизительно 0,004 дюйма.

К преимуществам контактных устройств относятся их высокая точность, возможность измерения в пазах и карманах, иногда с помощью соответствующих инструментов, а также нечувствительность к цвету или прозрачности измеряемой детали. Однако эти преимущества частично компенсируются низкой скоростью сбора данных и возможным искажением мягких объектов при контакте с зондом или ретрорефлектором.

В таблице 1 представлены основные характеристики некоторых типичных контактных измерительных устройств.

Таблица 1: Контактные измерительные устройства: типичные коммерческие характеристики.

Технология	Компания	Модель	Том	Заданная точность
Механическая измерительная рука с точечным щупом	Фаро Технологии, Инк.	Край FaroArm	от 8 футов до 12 футов на установку. Гораздо больший объем с быстро снижающейся точностью при нескольких настройках прибора с использованием опорных точек	0,001 дюйма на высоте 8 футов
Лазерный трекер	Фаро Технологии, Инк.	Лазерный трекер Vantage	Обычно 40 футов на установку. Гораздо больший объем с немного сниженной точностью при нескольких настройках прибора с использованием контрольных точек	0,001 дюйма на высоте 6 футов 0,002 дюйма на высоте 20 футов
Триангуляция	Никон Метрология	iGPS	Без ограничений в зависимости от количества передатчиков	От 0,004 дюйма

Бесконтактные устройства

Бесконтактные сканеры проецируют лазерный или световой узор на деталь, а затем наблюдают либо переданную, либо отраженную энергию. Облако точек, представляющее геометрию детали, рассчитывается с помощью информации о триангуляции, времени пролета или интерференции волн. Существует множество методов классификации бесконтактных устройств сбора данных. Один из наиболее распространенных показан на рисунке 3.

Рисунок 3: Классификация бесконтактных измерительных устройств.

Бесконтактные измерительные устройства обычно работают быстро, обеспечивают хорошую точность и предоставляют большие объемы данных. При желании они могут иногда собирать информацию о текстуре цвета объекта и часто могут сканировать подробную информацию, которая может быть слишком малой для измерения с помощью сенсорного датчика или мишени лазерного трекера. Однако бесконтактные измерительные устройства могут иметь проблемы с темными или отражающими поверхностями, а также с прозрачными или полупрозрачными поверхностями, такими как композитные материалы.

В таблице 2 приведены основные характеристики некоторых типичных коммерческих бесконтактных измерительных устройств.

Методы триангуляции

Большинство лазерных сканеров используют триангуляцию для определения положения точек на поверхности детали. Как показано на упрощенной схеме триангуляции на рис. 4, лазерный луч проецируется на поверхность детали, и положение этого луча на датчике вместе с известным расстоянием между лучом и датчиком используется для вычисления точек на поверхность детали. Системы лазерной триангуляции могут быть автономными и даже ручными для некоторых моделей, а также могут быть установлены в дополнение к точечному датчику или вместо него на конце механического измерительного рычага.

Рисунок 4: Простая конфигурация триангуляции лазерного сканера.

Структурированный свет

При сканировании структурированным светом на деталь проецируется видимый или инфракрасный световой узор, и изображение отраженного узора захватывается датчиком. Изображение, искаженное контурами детали, обрабатывается для вычисления координат точек на поверхности детали. Сканеры со структурированным светом могут использовать различные цвета света, особенно популярен синий, что дает преимущества в зависимости от цвета измеряемой поверхности. Однако белый свет остается хорошим компромиссом при измерении объектов различных цветов. Кроме того, сканеры структурированного света способны быстро собирать данные и могут собирать информацию о черно-белой или цветной текстуре.

Времяпролетные (TOF) сканеры

Времяпролетные сканеры эффективно измеряют время, за которое генерируемый световой импульс достигает объекта, отражается от него и возвращается к приемнику. Расстояние от сканера до детали можно рассчитать, используя известную скорость света. На практике фазовый сдвиг часто используется вместо прямого измерения времени, что также позволяет использовать одну линию прямой видимости, а не дискретный передатчик и приемник на определенном расстоянии друг от друга. Сканеры TOF обеспечивают геометрию объекта, но не его текстуру. Эти сканеры быстрые, подходят для измерения объектов размером более 10 футов и обладают средней точностью (примерно от 0,02 дюйма).

Когерентный лазерный радар (CLR)

Сканеры CLR передают невидимый инфракрасный лазерный луч в точку на измеряемой поверхности и когерентно обрабатывают отраженный свет. Луч проходит через эталонный путь калиброванного оптического волокна. Два пути объединяются для определения расстояния до точки, которая в сочетании с угловой информацией от двух энкодеров обеспечивает положение измеренной точки в пространстве. CLR способны проводить измерения на больших расстояниях (до 150 футов) и имеют полезную точность 0,004 дюйма и выше. Они работают относительно медленно, но могут работать без присмотра и могут успешно измерять черные или отражающие поверхности. Кроме того, CLR предоставляют высококачественные данные облаков точек практически без небольших случайных неопределенностей в точках. И CLR можно использовать с определенными методами измерения для измерения труднодоступных объектов. Например, CLR и переднее посеребренное зеркало можно использовать для измерения нижней части автомобиля или внутренней части ствола оружия.

Компьютерная томография (КТ)

Наконец, хотя КТ не является портативной технологией, она упоминается здесь из-за ее способности определять внутренние повреждения, например, бронежилета. КТ — это процедура визуализации, в которой используются рентгеновские лучи, обработанные компьютером, для получения трехмерной визуализации внутренней части детали. Рентгеновские лучи через деталь обеспечивают множество изображений поперечного сечения, которые затем используются для построения трехмерного изображения. Компьютерные томографы обеспечивают получение качественных моделей внутренних компонентов (точность от 0,001 дюйма) без повреждения детали. К сожалению, компьютерные томографы большие, стационарные и являются одними из самых дорогих решений.

Практические примеры геометрического моделирования

Конкретный метрологический инструмент, выбранный для проекта или части проекта, зависит от ряда факторов, в том числе:

• Точность, необходимая для моделирования.
• Время, отведенное на этап сбора данных задачи измерения.
• Размер измеряемой детали или транспортного средства.

Ранее перечисленные Таблицы 1 и 2 содержат примеры типичных контактных и бесконтактных измерительных устройств, которые можно найти в инвентаре хорошо оснащенного поставщика метрологических услуг. Таким образом, характеристики и технические характеристики этих устройств (которые также приведены в таблицах 1 и 2) предоставляют тип информации, которую метрологи и другие специалисты должны учитывать при выборе надлежащего оборудования.

Следующие три проекта трехмерного геометрического моделирования предоставляют практические примеры различных требований к измерениям, а также метрологическое оборудование, необходимое для успешного завершения этих проектов. Обратите внимание, что в некоторых случаях для работы подходило несколько типов оборудования, но окончательный выбор зависел от практических соображений, таких как доступность оборудования.

Поддержка испытаний на арене
Исследовательской лаборатории армии США (ARL) Управлению исследований оружия и материалов (WMRD) на Абердинском испытательном полигоне, штат Мэриленд, потребовалось геометрическое моделирование для поддержки текущих программ испытаний на арене. Эти испытания обычно проводятся для определения рассеивания осколков и сопутствующих повреждений при детонации ракеты или боеголовки, и на каждом из следующих этапов испытаний требовалась метрологическая поддержка:

• Предтестовое определение расположения тестируемых компонентов
• Послетестовое определение мест ударов осколков по массиву свидетелей
• Постобработка собранных данных для определения структуры дисперсии фрагментации.

Метрологические данные были собраны с помощью контактного измерительного устройства iGPS, состоящего из векторной линейки с двумя датчиками и двух передатчиков. Для сбора и обработки измерений и подготовки данных к доставке потребовались следующие шаги:

• Место потенциального взрыва, размер и форма каждой панели в массивах, а также их относительное положение друг относительно друга были исследованы примерно через 4 часа (см. тестовую установку на рис. 5).
• Были собраны трехмерные координаты примерно 1000 мест фрагментации на массивах панелей-свидетелей. Способность iGPS быстро сохранять и маркировать координатные точки позволила собрать эти данные примерно за 8 часов.
• Была создана трехмерная компьютерная модель испытательной арены, включая набор панелей, местонахождение угрозы и схему рассеивания осколков (см. рис. 6).

Рис. 5: Установка для тестирования арены. Рисунок 6: 3-D модель, показывающая тестовую установку.

Анализ захороненных воронок от взрывов
Управление анализа живучести и летальности (SLAD) ARL, также на Абердинском испытательном полигоне, штат Мэриленд, проводит анализ заглубленных ворон от взрывов для судебно-медицинской экспертизы на поле боя, а также для проверки и валидации прогностического анализа методом конечных элементов ( FEA) и модели вычислительной гидродинамики (CFD). К измерению и моделированию этих кратеров предъявлялись два основных требования:

• Измерения должны быть достаточно точными, чтобы соответствовать требованиям судебной экспертизы и компьютерного моделирования.
• Полевые данные должны собираться быстро, чтобы не задерживать график тестирования.

Mantis Vision F-5 хорошо подходил для этой задачи. Он легкий и автономный (так как работает от батареи и управляется собственным планшетным компьютером). Данные о поверхности кратера можно получить за считанные минуты, что намного быстрее, чем при использовании других измерительных систем. Кроме того, точность 0,2 дюйма легко соответствовала требованиям испытаний. Постобработка и анализ больших объемов собранных данных действительно заняли несколько часов, но на этот раз затраты времени были сочтены разумным компромиссом и не повлияли на график испытаний. Результирующий график отклонения модели поверхности показан на рисунке 7.9.0003

Рис. 7: График отклонения модели поверхности кратера.

Моделирование MRAP Cougar
Корпус морской пехоты США в Квантико, штат Вирджиния, потребовал создания трехмерных моделей вариантов автомобиля MRAP Cougar для испытаний и космических исследований. Требование к пространству для этого моделирования заключается в том, чтобы можно было вносить коррективы в транспортные средства в виде дополнительных приборов, антенн и систем вооружения. Для этой задачи использовались следующие три измерительные системы:

• Внешний вид автомобилей моделировался с помощью системы iGPS (см. рис. 8).
• Интерьер транспортных средств был смоделирован с использованием точечных измерений измерительных рук.
• Двигатель и подвеска были измерены с помощью системы SURVICE Reverse Engineering (SRE), которая представляет собой специализированную систему, разработанную инженерной компанией SURVICE, в которой используется измерительный рычаг и специализированное программное обеспечение, позволяющее выполнять процесс моделирования «прямо в САПР» (см. 9). SRE позволяет создавать сложные модели поэлементно на месте измерения. Поскольку метролог держит перед собой часть транспортного средства во время построения модели, вероятность ошибок гораздо меньше. Таким образом, можно быстро и точно создавать высокодетализированные модели. Сбор данных, по общему признанию, медленнее при использовании SRE, но требуется небольшая постобработка.

Рисунок 8: Модель MRAP Cougar категории I A2. Рисунок 9: Подробная модель двигателя Cougar.

Заключение

Как обсуждалось в этом кратком обзоре, в настоящее время существует много хороших метрологических инструментов, облегчающих эффективное моделирование для поддержки испытаний. И каждый день на рынке продолжают появляться новые инструменты. При этом тщательный выбор и применение этих устройств будут по-прежнему важны для обеспечения того, чтобы задачи измерения и последующие модели успешно соответствовали требованиям точности и детализации для каждого проекта, а полученные результаты были своевременными и эффективными.

1. Хардин, Микки, Кайл Херр, Роб Балтруш, Джейми Лалоне, Грег Принс и Джон Дэвис. «MRAP COUGAR — Брифинг по целевой модели». Презентация SURVICE, Инженерная компания SURVICE, Белкамп, Мэриленд, июль 2011 г.
2. Раджа, Винеш и Киран Дж. Фернандес (редакторы). Обратный инжиниринг: промышленная перспектива. Лондон: Springer-Verlag, 2008.
.
3. СЮРВИС Метрология. «Резюме испытаний на арене». Внутренний отчет компании SURVICE Engineering, Белкамп, Мэриленд, без даты.
4. СЮРВИС Метрология. «Сканирование кратеров повреждений почвы от взрыва». Внутренний отчет компании SURVICE Engineering, Белкамп, Мэриленд, декабрь 2012 г.

Армия Соединенных Штатов | Армия США TMDE Activity Home

История

Метрология и калибровка

Метрология определяется как наука об измерениях и происходит от греческого слова metron, означающего измерять. Измерение – одна из древнейших наук. Подъем человека от его первобытного состояния к современной цивилизации, по-видимому, напрямую связан с его способностью измерять. Одним из примеров измерения древних вавилонян (до 3000 г. до н.э.), используемого до сих пор, является система измерения времени.

В основе всей науки лежит способность точно измерять. Лорд Кельвин, британский физик 19-го века, заявил: «Если вы можете что-то измерить и выразить в цифрах, вы знаете об этом довольно много». Если вы не можете его измерить или выразить в цифрах, значит, вы очень мало о нем знаете. Калибровка может быть определена как использование метрологии в практических приложениях или, просто, акт сравнения измерительного прибора непроверенной точности с измерительным прибором (обычно называемым эталоном) известной и большей точности для обнаружения и исправления любой ошибки в непроверенном приборе.

По мере развития цивилизации все цивилизованные нации осознавали необходимость установления стандартных единиц измерения. Во время Международной метрической конвенции, состоявшейся в мае 1875 года, все страны-участницы подписали договор, предусматривающий создание Международного бюро мер и весов.

С подписанием Договора о Метрической конвенции и появлением массового производства железные дороги и ведущие производители в Соединенных Штатах осознали необходимость национальных эталонов. Однако только в 1901 Конгресс США понял, что национальная стандартизация измерений необходима для промышленного роста страны. Затем Конгресс учредил Национальное бюро стандартов (NBS), чтобы обеспечить страну одним законным набором эталонов измерений.

Из-за типа используемого оборудования эта страна пережила две мировые войны практически без проблем с точностью измерений. Однако в конце Второй мировой войны армия начала испытывать трудности с обслуживанием своего электронного оборудования. Во время Корейской войны проблема еще больше обострилась. Мало кто связывал проблемы со стандартизацией и калибровкой. Во многих областях допуски были более строгими, чем должны были быть, но они компенсировали друг друга, создавая то, что казалось адекватными системами вооружения.

После того, как проблемы с обслуживанием оборудования во время войны в Корее стали очевидны, Совет по техническому обслуживанию армии провел исследование проблем с калибровкой в ​​программе обслуживания. Обнаруженные недостатки были тревожными и по большей части абсурдными. Например, бензиновые двигатели были отправлены обратно в Соединенные Штаты из Кореи для капитального ремонта из-за низкой компрессии, когда позже выяснилось, что с двигателями все в порядке. Компрессометры, используемые для проверки двигателей, не калибровались с момента их закупки армией.

С появлением управляемых ракет, реактивных снарядов и сложных электронных систем возникли серьезные проблемы, поскольку измерения одного производителя или деятельность по техническому обслуживанию не согласовывались с измерениями другого, даже если проводились идентичные испытания.