ZÁKLADNÉ INFORMÁCIE
O REALIZÁCII JEDNOTIEK ROVINNÉHO UHLA

Definícia veličiny

Rovinný uhol patrí k základným jednotkám elementárnej geometrie. Geometrická definícia rovinného uhla: Rovinný uhol je časťou roviny, ktorá je ohraničená dvoma polpriamkami ( ramenami uhla ) a jedným spoločným bodom ( vrcholom uhla ). V sústave SI je zaradená jednotka rovinného uhla radián (rad), ako doplnková jednotka.

Definícia jednotky

Radián je rovinný uhol zovretý dvoma polpriamkami, ktoré na kružnici opísanej z ich začiatočného bodu vytínajú oblúk, ktorého dĺžka sa rovná jeho polomeru.

Realizácia jednotky

Realizácia jednotky rovinného uhla na základe jej základnej definície je nemožná. Je tomu tak preto, že technicky nie je možné merať dĺžku oblúka presne. Pri realizácii radiánu podľa definície by bola možná len integrácia dĺžky oblúka z krátkych priamok.

Pre praktickú realizáciu preto môžeme rozdeliť metódy merania do troch skupín [1]:

• trigonometrické metódy,
• goniometrické metódy,
• metódy merania porovnaním s pevnými uhlovými mierami.

V SMÚ je realizovaný primárny etalón [2, 7÷13], ktorý je od r. 1998 zároveň Národným etalónom rovinného uhla Slovenskej republiky [14].

Praktická realizácia primárneho etalónu

Primárny etalón rovinného uhla zahrňuje komplex uhlových mier, prístrojov a zariadení pre definovanie, uchovávanie a reprodukciu uhlovej stupnice. Skladá sa z nasledujúcich častí:

1. sada etalónových polygónov,
2. automatické etalónové zariadenie pre kalibráciu polygónov,
3. laserový goniometer,
4. generátor malých uhlov,

Takto koncipovaný primárny etalón umožňuje v dôsledku horizontálnych väzieb kontrolu stability a “rozmeru” uhlovej stupnice.

Základné metrologické vlastnosti

Primárny etalón rovinného uhla reprodukuje uhlomernú stupnicu dvoma na sebe nezávislými spôsobmi:

- prostredníctvom kombinácie sady etalónových polygónov a zariadenia EZB-3 v rozsahu 0°÷360° s krokom 5°, s parametrami
u_A = 0,03” u_B = 0,05”

- prostredníctvom laserového goniometra GS1L v rozsahu 0°÷360° spojito, s parametrami
u_A = 0,02” u_B = 0,09”

Tým je zabezpečená vzájomná väzba jeho jednotlivých komponentov, čo významne prispieva k odhaľovaniu prípadných systematických chýb v kalibračnom procese, resp. dovoľuje identifikovať možné poruchy správnej funkcie.

Primárny etalón sa zúčastňoval na medzinárodných porovnávacích meraniach od doby svojho vzniku v r. 1980. V posledných rokov to boli porovnávacie merania súboru 5-tich polygónov s PTB Braunschweig, medzinárodné porovnávacie merania WECC Interlaboratory Comparison M12 “Angle Gauge Block”, COOMET No.133/Sk/96 “Comparison of optical polygons”, EUROMET No.371 “Angle calibration on precision polygons”. Na základe dobrých výsledkov je primárny etalón v zahraničí akceptovaný.

Prenos jednotiek uhla z primárneho etalónu (PE) na nižšie rády

Ďalšie aktivity

Pre kalibráciu uholníkov bolo realizované etalónové zariadenie na kalibráciu uholníkov [16÷18]. Zariadenie umožňuje kalibráciu uholníkov, včítane valcových, do dĺžky ramena 1100 mm s neistotami:

u_C^Pr = 0,12 µm pre odchýlky priamkovitosti
u_C^d = 0,1+2,5·L (µm/m; m) pre odchýlku uhla uholníka, kde L je dĺžka ramena.

Na tomto zariadení je tiež možné (za predpokladu existencie vhodných prípravkov) kalibrovať odchýlky priamkovitosti do dĺžky 1100 mm vo vertikálnej rovine.

Vybrané publikácie

1. Brezina, I.: Základy metrológie uhlov.
   l. vyd., ALFA Bratislava, SNTL Praha, 1982, 208 s.
2. Brezina, I., Mokroš, J.: Nové etalonážne uhlomerné zariadenie na ČSMÚ v Bratislave. Měrová technika, 10, 1971, č. 6, s. 81 ÷ 84
3. Brezina, I.: Porovnávanie uhlových mier v rámci členských štátov RVHP.
   Měrová technika, 11, 1972, č. 5, s. 74 ÷ 78
4. Brezina, I.: Niekoľko poznámok ku kalibrácii etalónových polygónov.
   Měrová technika, 13, 1974, č. 2, s. 23 ÷ 25
5. Brezina, I.: Einige Probleme der Sicherung von Einheitlichkeit bei Winkelmessungcn in den RGW-Mitgliedsstaaten.
   In: INSYMET ‘74, DT SVTS, Bratislava 1974, s. 64 ÷ 69
6. Brezina, I.: Some Errors in Calibrating Polyhedral Prisms.
   Measurement Techniques, 17, 1974, č. 5, s. 666 ÷ 669
7. Brezina, I., Mokrosh, J., Shtuller, G.: Standard Apparatus for Calibrating Polyhedral Prisms. Measurement Techniques, 17, 1974, č. 2, s. 168 ÷ 171
8. Brezina, I., Mokroš, J., Koreň, J.: Československý primárny etalón rovinného uhla. Československá standardizace, 7, 1982, č. 2, s. 66 ÷ 71
9. Brezina, I., Mokroš, J.: Automatische Kalibrierung von Spiegelpolygonen. Feingerätetechnik, 38, 1989, s. 401
10. Mokroš, J.: Kruhový laser v metrologii úhlu.
    Jemná mechanika a optika, 32, 1987, č. 1, s. 18 ÷ 19
11. Mokroš, J., Vu, K.,X.: Kruhový laser a měření úhlu.
    Jemná mechanika a optika, 38, 1993, č. 9 - 10, s. 203 ÷ 205
12. Mokroš, J.: Anwendung der Laserkreisel in der Winkelmesstechnik.
    In.: 5. Internationales DAAAM Symposium, TU Maribor, 1994, s. 281 ÷ 282
13. Mokroš, J., Probst, R., Just, A.: Vergleichsmessungen an Winkelnormalen zwischen dem SMÚ Bratislava und der PTB Braunschweig.
    PTB-Mitteilungen, 106, 1996, č. 5, s. 337 ÷ 343
14. Mokroš, J.: Primární etalon rovinného úhlu Slovenské republiky.
    Jemná mechanika a optika, 43, 1998, č. 7 - 8, s. 216 ÷ 217
15. Mokroš, J.: Laserový goniometer, základ metrológie rovinného uhla. Metrológia a skúšobníctvo, 4, 1999, č.4-5, s.24 ÷ 26
16. Mokroš, J.: Calibration of Large 90°- Angle Standards. In.: X. International Colloquium on Surfaces, Chemnitz Universitz of Technology, 31. January - 2. February 2000, Chemnitz, Germany. Technische Universität Chemnitz, 2000,
    s. 410 ÷ 413
17. Mokroš, J., Hain, M.: Metrological device for the square standards calibration. In.: IMECO 2000, Austrian society for Measurement and Automation, September 2000, Wien, Austria, CD ROM "PROCEEDINGS"\Papers\Topic 14\mokros.pdf, 5 s.
18. Mokroš, J.: Kalibrácia uholníkov a odchýlok priamkovitosti.
    Metrológia a skúšobníctvo, 4, 2000, č.4, s.3 ÷ 8

Späť