Kolmipistemikrometrin kalibrointilaite

Kolmipistemikrometri on luotettava ja tarkka mittalaite reikien halkaisijoiden mittaukseen. Sen käytettävyyden ongelmana on sen hankala ja kallis kalibrointi, minkä takia suuri osa teollisuudessa käytössä olevista mittalaitteista on kalibroimattomia tai ne on kalibroitu vaillinaisesti. Tämän tutkimuksen ensisijainen tavoite on suunnitella ja valmistaa kalibrointilaitteen prototyyppi, joka yksinkertaistaa ja nopeuttaa kolmipistemikrometrien kalibrointia. Laitteella voidaan kalibroida myös muita, sekä sisä- että ulkopuolisia mittalaitteita. Laitteella voidaan kalibroida tietyin rajoituksin tikkumikrometrejä, sisämikrometrejä, reikäkelloja ja kaarimikrometrejä. Suunniteltu laite on vastaavien käsimittalaitteiden yleiskalibrointilaitteen prototyyppi. Tutkimus painottuu hankalimmin kalibroitavan kolmipistemikrometrin kalibrointiongelmien ratkaisemiseen ja muut mittalaitteet otetaan huomioon mahdollisuuksien mukaan. Laitteen toimintaperiaatteena on olla säädettävä rengastulkki. Mittalaite kalibroidaan mittaamalla kalibrointilaitteen säädettävää 'halkaisijaa' ja vertaamalla mittalaitteen näyttämää siihen. Mittaustietojen rekisteröinti ja vertailu suoritetaan tietokoneohjelmalla. Laineen mittausepävarmuudeksi on suunniteltu +-(l+2L) µm, jossa L on mitattu matka metreinä. Tämä korkea tarkkuusvaatimus voidaan saavuttaa laitteen huolellisella kalibroinnilla ja kalibroinnissa paljastavien systemaattisten virheiden ohjelmallisella kompensoinnilla. Kalibrointilaite on valmistettu pääosin teräksestä. Se painaa noin 120kg ja sen päädimensiot ovat 720x440x300 mm. Laitteessa on lineaarisesti liikkuvat mittausleuat, joista kolme on toisiinsa nähden 120 asteen kulmissa ja kaksi vastakkain. Leukoja liikutetaan kiilojen avulla laitteen säteen suunnassa. Liike saadaan askelmoottorilta lattahihnan välityksellä. Laitteen yhteydessä on omassa vaunussaan mikrotietokone oheislaitteineen ja liityntäyksikköineen. Säädettävän tarkkuusmittalaitteen valmistaminen osoittautui yllättävän vaikeaksi ja työlääksi. Tutkimuksen tuloksena syntyneessä kalibrointilaitteen prototyypissä on muutamia teknisiä ongelmia ja siksi se ei toimi suunnitellulla tarkkuudella. Näistä ongelmista johtuen käyttöohjelmaa ei voitu tehdä valmiiksi. Monien osatekijöiden vaikutusten selvittäminen on käytännössä mahdollista vasta prototyypistä mittaamalla. Laite tarvitsee lisää kehittämistä toimiakseen suunnitellulla tarkkuudella. Tavoitteiden saavuttamiseen ei ilmennyt teknisiä esteitä. Kaikki havaitut ongelmat voidaan ratkaista