ISO 25178-70:2014
(Main)Geometrical product specification (GPS) — Surface texture: Areal — Part 70: Material measures
Geometrical product specification (GPS) — Surface texture: Areal — Part 70: Material measures
ISO 25178-70:2014 specifies the characteristics of material measures used for the periodic verification and adjustment of areal surface texture measurement instruments.
Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface: surfacique — Partie 70: Mesures matérialisées
L'ISO 25178-70:2014 spécifie les caractéristiques des mesures matérialisées utilisées pour la vérification périodique et le réglage des instruments de mesure de l'état de surface surfacique.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 25178-70
First edition
2014-02-15
Geometrical product specification
(GPS) — Surface texture: Areal —
Part 70:
Material measures
Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface:
surfacique —
Partie 70: Mesures matérialisées
Reference number
©
ISO 2014
© ISO 2014
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ii © ISO 2014 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 General . 2
5 Requirements for the material measures . 2
6 Types of material measures . 3
7 Profile material measures . 4
7.1 Type PPS: Periodic sinusoidal shape . 4
7.2 Type PPT: Periodic triangular shape . 5
7.3 Type PPR: Periodic rectangular shape . 6
7.4 Type PPA: Periodic arcuate shape . 6
7.5 Type PGR: Groove, rectangular . 7
7.6 Type PGC: Groove, circular . 8
7.7 Type PRO: Irregular profile . 9
7.8 Type PCR: Circular irregular profile .10
7.9 Type PRI: Prism .11
7.10 Type PRB: Razor blade .11
7.11 Type PAS: Approximated sinusoidal shape .12
7.12 Type PCS: Contour standard .13
7.13 Type PDG: Double groove .14
8 Areal material measures .15
8.1 Type AGP: Grooves, perpendicular .15
8.2 Type AGC: Grooves, circular . .15
8.3 Type ASP: Hemisphere .16
8.4 Type APS: Plane-sphere .17
8.5 Type ACG: Cross grating .18
8.6 Type ACS: Cross sinusoidal .19
8.7 Type ARS: Radial sinusoidal .19
8.8 Type ASG: Star-shape grooves .20
8.9 Type AIR: Irregular .21
8.10 Type AFL: Flat plane .22
8.11 Type APC: Photochromic pattern . .22
9 Material measure certificate .23
Annex A (normative) Requirements for measurements.24
Annex B (informative) Equivalence table for material measure names .25
Annex C (informative) Evaluation of a spacing measurand on an areal instrument .26
Annex D (informative) Irregular measurement standards .28
Annex E (informative) Relationship to the GPS matrix model .31
Bibliography .33
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical Barriers
to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 213, Dimensional and geometrical product
specifications and verification.
ISO 25178 consists of the following parts, under the general title Geometrical product specification
(GPS) — Surface texture: Areal:
— Part 1: Areal – Indication of surface texture
— Part 2: Areal – Terms, definitions and surface texture parameters
— Part 3: Areal – Specification operators
— Part 6: Classification of methods for measuring surface texture
— Part 70: Material measures
— Part 71: Software measurement standards
— Part 601: Nominal characteristics of contact (stylus) instruments
— Part 602: Nominal characteristics of non- contact (confocal chromatic probe) instruments
— Part 603: Nominal characteristics of non-contact (phase-shifting interferometric microscopy)
instruments
— Part 604: Nominal characteristics of non-contact (coherence scanning interferometry) instruments
— Part 605: Nominal characteristics of non-contact (point autofocus probe) instruments
— Part 606: Nominal characteristics of non-contact (focus variation) instruments
— Part 701: Calibration and measurement standards for contact (stylus) instruments
The following part is under preparation:
iv © ISO 2014 – All rights reserved
— Part 72: XML file format x3p
Introduction
This part of ISO 25178 is a geometrical product specification standard and is to be regarded as a General
GPS standard (see ISO/TR 14638). It influences the chain link 6 of the chains of standards on areal
surface texture, roughness profile, waviness profile and primary profile.
The ISO GPS Masterplan given in ISO/TR 14638 gives an overview of the ISO GPS system of which
this document is a part. The fundamental rules of ISO GPS given in ISO 8015 apply to this document.
The default decision rules given in ISO 14253-1 apply to specifications made in accordance with this
document, unless otherwise stated.
For more detailed information of the relation of this standard to the GPS matrix model, see Annex E.
This part of ISO 25178 introduces material measures that can be used for periodic verification and
adjustment of areal surface texture instruments.
vi © ISO 2014 – All rights reserved
INTERNATIONAL STANDARD ISO 25178-70:2014(E)
Geometrical product specification (GPS) — Surface texture:
Areal —
Part 70:
Material measures
1 Scope
This part of ISO 25178 specifies the characteristics of material measures used for the periodic verification
and adjustment of areal surface texture measurement instruments.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 3274:1996, Geometrical Product Specifications (GPS) — Surface texture: Profile method — Nominal
characteristics of contact (stylus) instruments
ISO 10012, Measurement management systems — Requirements for measurement processes and measuring
equipment
ISO/IEC 17025, General requirements for the competence of testing and calibration laboratories
ISO 25178-2, Geometrical product specifications (GPS) — Surface texture: Areal — Part 2: Terms, definitions
and surface texture parameters
ISO 25178-601, Geometrical product specifications (GPS) — Surface texture: Areal — Part 601: Nominal
characteristics of contact (stylus) instruments
ISO/IEC Guide 99:2007, International vocabulary of metrology — Basic and general concepts and associated
terms (VIM)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 3274, ISO 25178-2,
ISO 25178-601, ISO/IEC Guide 99 and the following apply.
3.1
material measure
dedicated manufactured workpiece intended to reproduce or supply, in a permanent
manner during its use quantities of one or more given kinds, each with an assigned quantity value
Note 1 to entry: The indication of a material measure is its assigned quantity value.
Note 2 to entry: A material measure can be a measurement standard.
Note 3 to entry: A material measure is sometimes called calibration sample, calibration specimen, calibration
standard, standard artefact, physical measurement standard or physical standard.
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 3.6, modified — A domain has been added and the definition modified.
The examples are not reproduced.]
4 General
A material measure can be used for two different purposes:
— calibration of the metrological characteristics, followed by assessment of the measurement
uncertainty;
— user adjustment of the instrument, which establishes corrections of the measured quantities.
Both purposes depend on the metrological characteristics of the material measures (see the
ISO 25178-700 series).
The material measures presented in this part of ISO 25178 are suitable for both purposes; nevertheless,
they have been especially designed for the assessment and correction of systematic errors. This is due
to the fact that the characteristics of those material measures permit the calibration of coordinates such
as x, y and z through the assessment and verification of adjustment coefficients C , C and C (see the
x y z
ISO 25178-600 series).
These material measures are not intended to separate the errors introduced by the instrument from
those due to the filtering and computation algorithms. The algorithms can be tested using software
measurement standards (see ISO 5436-2, ISO 25178-71 and ISO 25178-72).
Most of the material measures presented below permit the verification and the correction of the
squareness between X and Y drive units on areal instruments.
The measurement method and the characteristics of the material measure shall be supplied by the
manufacturer of the material measure.
In ISO 25178-2, each term is followed by its parameter (abbreviated term), then its symbol. Whereas
abbreviated terms can contain multiple letters, symbols consist only of a single letter with subscripts
as needed. For these terms, symbols are used in the equations shown in this document. The reason for
this differentiation is to avoid misinterpretation of compound letters as an indication of multiplication
between quantities in equations. The parameters (abbreviated terms) are used everywhere else in this
document as well as in product documentation, drawings and data sheets.
5 Requirements for the material measures
The design characteristics of material measures shall be compatible with the considered application.
See also Annex A.
The material characteristics of the material measure shall not significantly affect the measurement
carried out on it.
The real integral surface of a standard shall have a scale limitation specified and features outside this
limitation shall be considered not to affect the measurement.
Examples of such features are:
— flatness deviation of the real integral surface of the standard;
— form deviation of the groove(s) (i.e. for PGR, PGC, PDG, AGP, AGC, etc.);
— groove bottom radius (i.e. for PGC, PCS, PDG, AGP, AGC, etc.);
— form deviation of the flanks of the triangles (i.e. for PPT, PCS, PDG, AGP, etc.);
— parallelism errors between grooves (i.e. for PDG, AGP, etc.);
— squareness between grooves (i.e. for AGP, etc.);
— local slope at any point (when using an optical instrument);
2 © ISO 2014 – All rights reserved
— bisector of the groove(s) or the triangles (line, plane or cylinder), which shall be nominally
perpendicular to the reference plane of the standard;
— reflectivity of the surface (when using an optical instrument);
— hardness of the material (when using a stylus instruments);
— refractive index of the material;
— colour of the material.
The measurement standards should be uniquely identified. Serial number, type and nominal values of
the measurands are recommended to be engraved on the standard and/or standard’s casing.
6 Types of material measures
The different types of material measures covered by this part of ISO 25178 are given in Table 1 and
Table 2.
NOTE 1 The prefix P is used for the profile material measures type.
NOTE 2 The prefix A is used for the areal material measures type.
Annex B gives the equivalence between names defined in other standards (e.g. ISO 5436-1 and
ISO 25178-701).
Table 1 — Types of profile material measures
Type Name
PPS Periodic sinusoidal shape
PPT Periodic triangular shape
PPR Periodic rectangular shape
PPA Periodic arcuate shape
PGR Groove, rectangular
PGC Groove, circular
PRO Irregular profile
PCR Circular irregular profile
PRI Prism
PRB Razor blade
PAS Approximated sinusoidal shape
PCS Contour standard
PDG Double groove
Table 2 — Types of areal material measures
Type Name
AGP Grooves, perpendicular
AGC Groove, circular
ASP Hemisphere
APS Plane – sphere
ACG Cross grating
ACS Cross sinusoidal
ARS Radial, sinusoidal
ASG Star-shape grooves
AIR Irregular
AFL Flat plane
APC Photochromic pattern
7 Profile material measures
7.1 Type PPS: Periodic sinusoidal shape
7.1.1 Design characteristics
This material measure reproduces a sinusoidal shape along one direction. The shape is defined by the
period p and the amplitude d (see Figure 1).
Figure 1 — Sinusoidal shape
NOTE 1 According to ISO 5436-1, this material measure is a type B2 or C1 depending on the period (see
Annex B).
NOTE 2 Particular cases of PPS material measures, commonly called chirps, have increasing or decreasing
periods. They make possible the assessment of instrument bandwidth or lateral resolution.
7.1.2 Measurands
See Table 3.
Table 3 — Measurand of material measures — Type PPS
Profile Areal
Z axis Ra or Rq Sa or Sq
X axis (and Y axis) RSm averaged PSm
NOTE 1 RSm is equal to the period of the sinusoid.
NOTE 2 Ra and Rq can be calculated using the Formulae (1) and (2), assuming the effect of the λc and λs filters
is negligible:
4 © ISO 2014 – All rights reserved
d
R = (1)
a
π
and
d
R = (2)
q
πd
NOTE 3 The maximum slope on this material measure is given by the ratio .
p
NOTE 4 For the definition of “averaged PSm”, see Annex C.
7.2 Type PPT: Periodic triangular shape
7.2.1 Design characteristics
This material measure reproduces a triangular shape along one direction. The shape is defined by the
period p and the depth d, or by the depth d and the angle α between opposing flanks (see Figure 2).
Figure 2 — Triangular shape
NOTE According to ISO 5436-1, Figure 2 illustrates a material measure of type B2 or C2 depending on the
period (see Annex B).
7.2.2 Measurands
See Table 4.
Table 4 — Measurand of material measures — Type PPT
Profile Areal
Z axis Ra or Rq Sa or Sq
X axis (and Y axis) RSm averaged PSm
NOTE 1 RSm is equal to the period p of the triangular motif.
NOTE 2 Ra and Rq can be calculated using the Formulae (3) and (4) assuming the effect of λc and λs filters is
negligible:
d
R = (3)
a
and
d
R = (4)
q
NOTE 3 For the definition of “averaged PSm”, see Annex C.
7.3 Type PPR: Periodic rectangular shape
7.3.1 Design characteristics
This material measure repeats rectangular grooves along one direction. The shape is defined by the
groove width w, the shape period p, and the groove depth d (see Figure 3).
Figure 3 — Rectangular shape
7.3.2 Measurands
See Table 5.
Table 5 — Measurand of material measures — Type PPR
Profile Areal
Z axis Ra or Rq Sa or Sq
X axis (and Y axis) RSm average PSm
NOTE 1 RSm is equal to the period p of the rectangular motif.
NOTE 2 Ra and Rq can be calculated using the Formulae (5) and (6) assuming the effect of λc and λs filters is
negligible:
dw× w
R =×21×− (5)
a
p p
and
dw× p
R = ×−1 (6)
q
p w
NOTE 3 For the definition of “averaged PSm”, see Annex C.
7.4 Type PPA: Periodic arcuate shape
7.4.1 Design characteristics
This material measure reproduces an arcuate shape along one direction. The shape is defined by the
period p and the radius r of arcs or by the period p and the depth d (see Figure 4).
Figure 4 — Arcuate shape
6 © ISO 2014 – All rights reserved
NOTE According to ISO 5436-1, Figure 4 illustrates a material measure of type B2 or C4 depending on the
period (see Annex B).
7.4.2 Measurands
See Table 6.
Table 6 — Measurand of material measures – Type PPA
Profile Areal
Z axis Ra or Rq Sa or Sq
X axis (and Y axis) RSm averaged PSm
NOTE 1 RSm is equal to the period p of the arcuate shape.
NOTE 2 For the definition of “averaged PSm”, see Annex C.
7.5 Type PGR: Groove, rectangular
7.5.1 Design characteristics
These material measures have a wide groove with a flat bottom or a number of separated grooves of
equal or increasing depth, each groove being wide enough to be insensitive to the lateral resolution
limitations of the instrument (for example the stylus tip).
Each groove is characterized by its width w and its depth d (see Figure 5).
Figure 5 — Rectangular groove
NOTE According to ISO 5436-1, Figure 5 illustrates a material measure of type A1 (see Annex B).
7.5.2 Measurands
The measurand is the depth d.
It can be assessed using the following equation:
ZX=+αβ +hδ
where α, β and h are unknown parameters. It is fitted by the method of least squares to a profile equal in
length to three times the width of the groove (see Figure 6). The variable δ takes the value +1 on regions
A and B and the value −1 on region C (see Figure 6). The depth of the groove d is twice the estimated
value of h.
Key
A, B, C portions to be used
Figure 6 — Assessment of values for type PGR
To avoid the influence of any rounding of the corners, the upper surface on each side of the groove is
to be ignored for a length equal to one-third of the width of the groove. The surface at the bottom of
the groove is assessed only over the central third of its width. The portions to be used for assessment
purposes are those shown at A, B and C in Figure 6.
7.6 Type PGC: Groove, circular
7.6.1 Design characteristics
These material measures are similar to type PGR, except that the grooves have rounded bottoms of
sufficient radius to be insensitive to the lateral resolution limitations of the instrument.
This material measure is characterized by its radius r and its depth d. See Figure 7.
Figure 7 — Circular groove
NOTE According to ISO 5436-1, Figure 7 illustrates a material measure of type A2 (see Annex B).
7.6.2 Measurands
A least squares mean line representing the upper level is drawn over the groove. A least squares circle
is fitted through the centre third of the width of the groove. The depth is assessed from the line to the
lowest point of the fitted circle (see Figure 8).
8 © ISO 2014 – All rights reserved
Key
A, B, C portions to be used
Figure 8 — Assessment of values for type PGC
7.7 Type PRO: Irregular profile
7.7.1 Design characteristics
These material measures have irregular profiles (for example as obtained by grinding) in the direction
of traverse (see Figure 9).
For several types of PRO measurement standards, the irregular profile is repeated every 5λc in the
longitudinal direction of the material measure. Normal to the measuring direction of the material
measure, the profile form is constant.
The material measures simulate work pieces containing a wide range of crest spacings, but reduce the
number of traverses needed to give a good average value. They provide, for reassurance, an overall
check on the adjustment of the instrument.
Figure 9 — Irregular profile standard
NOTE According to ISO 5436-1, Figure 9 illustrates a material measure of type D1 (see Annex B).
7.7.2 Measurands
The measurands are Ra and Rz.
----------------------
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 25178-70
Première édition
2014-02-15
Spécification géométrique des
produits (GPS) — État de surface:
surfacique —
Partie 70:
Mesures matérialisées
Geometrical product specification (GPS) — Surface texture: Areal —
Part 70: Material measures
Numéro de référence
©
ISO 2014
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sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2014 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .vi
1 Domaine d’application .1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions .1
4 Généralités .2
5 Exigences relatives aux mesures matérialisées .2
6 Types de mesures matérialisées .3
7 Mesures matérialisées pour les mesures de profils . 4
7.1 Type PPS: Forme sinusoïdale périodique . 4
7.2 Type PPT: Forme triangulaire périodique . 5
7.3 Type PPR: Forme rectangulaire périodique. 6
7.4 Type PPA: Forme arquée périodique . 6
7.5 Type PGR: Rainure rectangulaire . 7
7.6 Type PGC: Rainure circulaire . 8
7.7 Type PRO: Profil irrégulier . 9
7.8 Type PCR: Profil irrégulier circulaire .10
7.9 Type PRI: Prisme .11
7.10 Type PRB: Lame de rasoir .11
7.11 Type PAS: Forme sinusoïdale approximative.12
7.12 Type PCS: Étalon avec contour de profil .13
7.13 Type PDG: Double rainure .14
8 Mesures matérialisées pour les mesures surfaciques .15
8.1 Type AGP: Rainures perpendiculaires .15
8.2 Type AGC: Rainures circulaires .15
8.3 Type ASP: Hémisphère .16
8.4 Type APS: Intersection sphère/plan .17
8.5 Type ACG: Grilles croisées .18
8.6 Type ACS: Grille sinusoïdale .19
8.7 Type ARS: Radial sinusoïdal .19
8.8 Type ASG: Rainures en étoile .20
8.9 Type AIR: Irrégulier .21
8.10 Type AFL: Plan plat .22
8.11 Type APC: Motif photochrome .22
9 Certificat de mesure matérialisée .23
Annexe A (normative) Exigences pour les mesurages .24
Annexe B (informative) Table d’équivalence des noms des mesures matérialisées .25
Annexe C (informative) Évaluation d’un mesurande d’espacement sur un instrument de
mesure surfacique .26
Annexe D (informative) Étalons irréguliers .28
Annexe E (informative) Relation avec la matrice GPS .31
Bibliographie .33
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/CEI, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/CEI, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant les
références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l’élaboration
du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de brevets reçues par
l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de
la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes de l’OMC concernant
les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos — Informations
supplémentaires.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 213, Spécifications et vérification
dimensionnelles et géométriques des produits.
L’ISO 25178 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Spécification géométrique
des produits (GPS) — État de surface: surfacique:
— Partie 1: Indication des états de surface
— Partie 2: Termes, définitions et paramètres d’états de surface
— Partie 3: Opérateurs de spécification
— Partie 6: Classification des méthodes de mesurage de l’état de surface
— Partie 70: Mesures matérialisées
— Partie 71: Étalons logiciels
— Partie 601: Caractéristiques nominales des instruments à contact (à palpeur)
— Partie 602: Caractéristiques nominales des instruments sans contact (à capteur confocal chromatique)
— Partie 603: Caractéristiques nominales des instruments sans contact (microscopes interférométriques
à glissement de franges)
— Partie 604: Caractéristiques nominales des instruments sans contact (à interférométrie par balayage à
cohérence)
— Partie 605: Caractéristiques nominales des instruments sans contact (à capteur autofocus à point)
iv © ISO 2014 – Tous droits réservés
— Partie 606: Caractéristiques nominales des instruments sans contact (variation focale)
— Partie 701: Étalonnage et étalons de mesure pour les instruments à contact (à palpeur)
La partie suivant est en cours d’élaboration.
— Partie 72: Format de fichier XML x3p
Introduction
La présente partie de l’ISO 25178 est une norme traitant de la spécification géométrique des produits et
doit être considérée comme une norme GPS générale (voir l’ISO/TR 14638). Elle influence le maillon 6 de
la chaîne de normes concernant l’état de surface.
Le schéma directeur ISO/GPS de l’ISO/TR 14638 donne une vue d’ensemble du système ISO/GPS
dont la présente norme fait partie intégrante. Les règles fondamentales de l’ISO/GPS indiquées dans
l’ISO 8015 s’appliquent à la présente norme et les règles de décision par défaut de l’ISO 14253-1 s’appliquent
aux spécifications établies conformément à la présente norme, sauf indication contraire.
Pour de plus amples informations sur la relation de la présente norme avec la matrice GPS, voir l’Annexe E.
La présente partie de l’ISO 25178 présente les mesures matérialisées pouvant être utilisés pour la
vérification périodique et le réglage des instruments de mesure de l’état de surface surfacique.
vi © ISO 2014 – Tous droits réservés
NORME INTERNATIONALE ISO 25178-70:2014(F)
Spécification géométrique des produits (GPS) — État de
surface: surfacique —
Partie 70:
Mesures matérialisées
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 25178 spécifie les caractéristiques des mesures matérialisées utilisées pour
la vérification périodique et le réglage des instruments de mesure de l’état de surface surfacique.
2 Références normatives
Les documents suivants, en totalité ou en partie, sont référencés de manière normative dans le présent
document et sont indispensables pour son application. Pour les références datées, seule l’édition citée
s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y
compris les éventuels amendements).
ISO 3274:1996, Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface: Méthode du profil —
Caractéristiques nominales des appareils à contact (palpeur)
ISO 10012, Systèmes de management de la mesure — Exigences pour les processus et les équipements de
mesure
ISO/CEI 17025, Exigences générales concernant la compétence des laboratoires d’étalonnages et d’essais
ISO 25178-2, Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface: Surfacique — Partie 2:
Termes, définitions et paramètres d’états de surface
ISO 25178-601, Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface: Surfacique — Partie 601:
Caractéristiques nominales des instruments à contact (à palpeur)
Guide ISO/CEI 99:2007, Vocabulaire international de métrologie — Concepts fondamentaux et généraux et
termes associés (VIM)
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 3274, l’ISO 25178-2,
l’ISO 25178-601, le Guide ISO/CEI 99 ainsi que les suivants s’appliquent.
3.1
mesure matérialisée
pièce de travail donnée fabriquée qui reproduit ou fournit, d’une manière
permanente pendant son emploi, des grandeurs d’une ou plusieurs natures, chacune avec une valeur de
grandeur assignée
Note 1 à l’article: L’indication d’une mesure matérialisée est sa valeur de grandeur assignée.
Note 2 à l’article: Une mesure matérialisée peut être un étalon.
Note 3 à l’article: Une mesure matérialisée est parfois appelée échantillon d’étalonnage, éprouvette d’étalonnage,
étalon de mesure physique ou étalon physique.
[SOURCE: Guide ISO/CEI 99, 3.6, modifiée — Un domaine a été ajouté et la définition modifiée. Les
exemples ne sont pas reproduits].
4 Généralités
Une mesure matérialisée peut être utilisée à deux fins différentes:
— étalonnage des caractéristiques métrologiques, suivi de l’évaluation de l’incertitude de mesure;
— réglage de l’instrument par l’utilisateur, établissant des facteurs de correction des grandeurs
mesurées.
Ces deux applications dépendent des caractéristiques métrologiques des mesures matérialisées (voir la
série ISO 25178-700).
Les mesures matérialisées présentées dans la présente partie de l’ISO 25178 conviennent aux deux
applications. Néanmoins, elles ont été plus particulièrement conçues pour l’évaluation et la correction
des erreurs systématiques. En effet, les caractéristiques de ces mesures permettent l’étalonnage des
grandeurs telles que x, y et z par évaluation et vérification des coefficients d’ajustage C , C et C (voir la
x y z
série ISO 25178-600).
Ces mesures matérialisées ne sont pas destinées à dissocier les erreurs introduites par l’instrument
de celles dues aux algorithmes de filtrage et de calcul. Ces algorithmes peuvent être soumis à essai en
utilisant des étalons logiciels (voir l’ISO 5436-2, l’ISO 25178-71 et l’ISO 25178-72).
La plupart des mesures matérialisées décrites ci-dessous permettent la vérification et la correction de la
perpendicularité entre les unités d’avance et de déplacement des instruments surfaciques.
La méthode de mesure et les caractéristiques des mesures matérialisées doivent être fournies par le
fabricant des étalons.
Dans l’ISO 25178-2, chaque terme est suivi de son paramètre (abréviation), puis son symbole. Bien que
les abréviations peuvent contenir plusieurs lettres, les symboles consistent en une lettre unique suivie
d’un indice le cas échéant. Pour ces termes, les symboles sont utilisés dans les équations données dans le
présent document. La raison de cette différenciation est d’éviter la mauvaise interprétation des lettres
composées telle qu’une indication de multiplication entre quantités dans les équations. Les paramètres
(abréviations) sont utilisés partout ailleurs dans le présent document ainsi que dans la documentation
du produit, les figures et les feuilles de données.
5 Exigences relatives aux mesures matérialisées
Les caractéristiques de conception des mesures matérialisées doivent être compatibles avec l’application
considérée. Voir aussi l’Annexe A.
Les caractéristiques géométriques et matérielles des mesures matérialisées ne doivent pas affecter de
manière significative le mesurage effectué.
La surface totale réelle d’un étalon doit avoir une limite d’échelle spécifiée et les éléments situés hors de
cette limite doivent être considérés comme n’affectant pas le mesurage.
Par exemple:
— écart de planéité de la surface totale réelle de l’étalon;
— écart de forme de la ou des rainures (pour PGR, PGC, PDG, AGP, AGC, .);
— rayon du fond de rainure (pour PGC, PCS, PDG, AGP, AGC, .);
— écart de forme des arêtes des triangles (pour PPT, PCS, PDG, AGP, .);
— erreurs de parallélisme entre les rainures (pour PDG, AGP, .);
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— perpendicularité entre les rainures (pour AGP, .);
— pente locale en un point quelconque (en cas d’utilisation d’un instrument optique);
— bissectrice de la ou des rainures ou des triangles (ligne, plan ou cylindre), qui doit être nominalement
perpendiculaire au plan de référence de l’étalon;
— réflectivité de la surface (en cas d’utilisation d’un instrument optique);
— dureté du matériau (en cas d’utilisation d’un instrument à stylet);
— indice de réfraction du matériau;
— couleur du matériau.
Il convient d’identifier de manière unique les étalons. Il est recommandé de graver le numéro de série, le
type et les valeurs nominales des mesurandes sur l’étalon et/ou sur son boîtier.
6 Types de mesures matérialisées
Les différents types de mesures matérialisées couvertes par la présente partie de l’ISO 25178 sont
indiqués dans le Tableau 1 et dans le Tableau 2.
NOTE 1 Le préfixe P est utilisé pour le type de mesures matérialisées pour les mesures de profil.
NOTE 2 Le préfixe A est utilisé pour le type de mesures matérialisées pour les mesures surfaciques.
L’Annexe B indique l’équivalence avec les noms définis dans d’autres normes (par exemple ISO 5436-1 et
ISO 25178-701).
Tableau 1 — Types de mesures matérialisées pour les mesures de profils
Type Nom
PPS Forme sinusoïdale périodique
PPT Forme triangulaire périodique
PPR Forme rectangulaire périodique
PPA Forme arquée périodique
PGR Rainure rectangulaire
PGC Rainure circulaire
PRO Profil irrégulier
PCR Profil irrégulier circulaire
PRI Prisme
PRB Lame de rasoir
PAS Forme sinusoïdale approximative
PCS Étalon avec contour de profil
PDG Double rainure
Tableau 2 — Types de mesures matérialisées pour les mesures surfaciques
Type Nom
AGP Rainures perpendiculaires
AGC Rainures circulaires
ASP Hémisphère
APS Intersection sphère/plan
ACG Grilles croisées
ACS Grille sinusoïdale
ARS Radial sinusoïdal
ASG Rainures en étoile
AIR Irrégulier
AFL Plan plat
APC Motif photochrome
7 Mesures matérialisées pour les mesures de profils
7.1 Type PPS: Forme sinusoïdale périodique
7.1.1 Caractéristiques de conception
Cette mesure matérialisée reproduit une forme sinusoïdale suivant une direction. La forme est définie
par la période p et l’amplitude d (voir Figure 1).
Figure 1 — Forme sinusoïdale
NOTE 1 Selon l’ISO 5436-1, cette mesure matérialisée est un type B2 ou C1 selon la période (voir Annexe B).
NOTE 2 Des cas particuliers de mesures matérialisées de type PPS, communément appelées “chirps”, ont des
périodes croissantes ou décroissantes. Ils rendent possible l’évaluation de la bande passante de l’instrument ou
de la résolution latérale.
7.1.2 Mesurandes
Voir Tableau 3.
Tableau 3 — Mesurande de mesures matérialisées — Type PPS
Profil Surfacique
Axe Z Ra ou Rq Sa ou Sq
Axe X (et axe Y) RSm PSm moyenné
NOTE 1 RSm est égal à la période de la sinusoïde.
NOTE 2 Ra et Rq peuvent être calculés au moyen de la Formule (1), en supposant que l’effet des filtres λc et λs
est négligeable:
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d
R = (1)
a
π
et
d
R = (2)
q
πd
NOTE 3 La pente maximale sur cette mesure matérialisée est donnée par le rapport .
p
NOTE 4 Pour la définition de «PSm moyenné», voir l’Annexe C.
7.2 Type PPT: Forme triangulaire périodique
7.2.1 Caractéristiques de conception
Cette mesure matérialisée reproduit une forme triangulaire suivant une direction. La forme est
définie par la période p et la profondeur d, ou par la profondeur d et l’angle α entre les flancs opposés
(voir Figure 2).
Figure 2 — Forme triangulaire
NOTE Selon l’ISO 5436-1, la Figure 2 illustre une mesure matérialisée de type B2 ou C2 selon la période
(voir Annexe B).
7.2.2 Mesurandes
Voir Tableau 4.
Tableau 4 — Mesurande de mesures matérialisées — Type PPT
Profil Surfacique
Axe Z Ra ou Rq Sa or Sq
Axe X (et axe Y) RSm PSm moyenné
NOTE 1 RSm est égal à la période p du motif triangulaire.
NOTE 2 Ra et Rq peuvent être calculés au moyen des Formules (3) et (4), en supposant que l’effet des filtres λc
et λs est négligeable:
d
R = (3)
a
et
d
R = (4)
q
NOTE 3 Pour la définition de «PSm moyenné», voir l’Annexe C.
7.3 Type PPR: Forme rectangulaire périodique
7.3.1 Caractéristiques de conception
Cette mesure matérialisée reproduit des rainures rectangulaires suivant une direction. La forme est
définie par la largeur de rainure w, la période de la forme p et la profondeur de rainure d, (voir Figure 3).
Figure 3 — Forme rectangulaire
7.3.2 Mesurandes
Voir Tableau 5.
Tableau 5 — Mesurande de mesures matérialisées — Type PPR
Profile Areal
Axe Z Ra ou Rq Sa ou Sq
Axe X (et axe Y) RSm PSm moyenné
NOTE 1 RSm est égal à la période p du motif rectangulaire.
NOTE 2 Ra et Rq peuvent être calculés au moyen des Formules (5) et (6), en supposant que l’effet des filtres λc
et λs est négligeable:
dw× w
R =×21×− (5)
a
p p
et
dw× p
R = ×−1 (6)
q
p w
NOTE 3 Pour la définition de «PSm moyenné», voir l’Annexe C.
7.4 Type PPA: Forme arquée périodique
7.4.1 Caractéristiques de conception
Cette mesure matérialisée reproduit une forme arquée suivant une direction. La forme est définie par la
période p et le rayon r des arcs, ou par période p et la profondeur d (voir Figure 4).
Figure 4 — Forme arquée
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NOTE Selon l’ISO 5436-1, la Figure 4 illustre une mesure matérialisée de type B2 ou C4 selon la période
(voir Annexe B).
7.4.2 Mesurandes
Voir Tableau 6.
Tableau 6 — Mesurande de mesures matérialisées — Type PPA
Profil Surfacique
Axe Z Ra ou Rq Sa ou Sq
Axe X (et axe Y) RSm PSm moyenné
NOTE 1 RSm est égal à la période p de la forme arqué.
NOTE 2 Pour la définition de «PSm moyenné», voir l’Annexe C.
7.5 Type PGR: Rainure rectangulaire
7.5.1 Caractéristiques de conception
Cette mesure matérialisée se compose d’une large rainure à fond plat ou de plusieurs rainures séparées
de même profondeur ou de profondeur croissante, chaque rainure étant suffisamment large pour être
insensible aux limitations de résolution latérale de l’instrument (par exemple, à la touche du stylet).
Chaque rainure est caractérisée par sa largeur w et sa profondeur d (voir Figure 5).
Figure 5 — Rainure rectangulaire
NOTE Selon l’ISO 5436-1, la Figure 5 illustre une mesure matérialisée de type A1 (voir Annexe B).
7.5.2 Mesurandes
Le mesurande est la profondeur d.
Il peut être évalué au moyen de l’équation suivante:
ZX=+αβ +hδ
où α, β et h sont des paramètres inconnus. Il est ajusté par la méthode des moindres carrés appliquée
à un profil de longueur égale au triple de la largeur de la rainure (voir Figure 6). La variable δ prend
la valeur +1 dans les régions A et B et la valeur –1 dans la région C (voir Figure 6). La profondeur de la
rainure d correspond au double de la valeur estimée de h.
Légende
A, B, C portions à utiliser
Figure 6 — Évaluation des valeurs pour le type PGR
Pour éviter l’influence de tout arrondi dans les angles, la surface supérieure de chaque côté de la rainure
doit être ignorée sur une longueur égale à un tiers de la largeur de la rainure. La surface au fond de la
rainure est évaluée uniquement sur le tiers central de sa largeur. Les portions à utiliser pour les besoins
de l’évaluation sont celles illustrées en A, B et C à la Figure 6.
7.6 Type PGC: Rainure circulaire
7.6.1 Caractéristiques de conception
Ces mesures matérialisées sont similaires au type PGR, mais les rainures ont des fonds arrondis de
rayon suffisant pour être insensibles aux limitations de résolution latérale de l’instrument.
Cette mesure matérialisée est caractérisée par son rayon r et sa profondeur d. Voir Figure 7.
Figure 7 — Rainure circulaire
NOTE Selon l’ISO 5436-1, la Figure 7 illustre une mesure matérialisée de type A2 (voir Annexe B).
7.6.2 Mesurandes
Une droite des moindres carrés représentant le niveau supérieur est tracée sur la rainure. Un cercle des
moindres carrés est associé sur le tiers central de la largeur de la rainure. La profondeur est évaluée à
partir de la droite au point le plus bas du cercle associé (voir Figure 8).
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Légende
A, B, C portions à utiliser
Figure 8 — Évaluation des valeurs pour le type PGC
7.7 Type PRO: Profil irrégulier
7.7.1 Caractéristiques de conception
Ces mesures matérialisées ont des profils irréguliers (par exemple tels que ceux obtenus par meulage)
dans la direction de déplacement (voir Figure 9).
Pour plusieurs types d’étalons PRO, le profil irrégulier est répété tous les 5λc dans la direction
longitudinale de la mesure matérialisée. À la normale de la direction de mesure matérialisée, la forme
du profil est constante.
Les mesures matérialisées simulent des pièces contenant une large gamme d’écartements de stries, mais
réduisent le nombre de passes nécessaires pour obtenir une bonne valeur moyenne. Elles fournissent un
contrôle global de l’étalonnage à titre de vérification supplémentaire.
Figure 9 — Étalon de profil irrégulier
NOTE Selon l’ISO 5436-1, la Figure 9 illustre une mesure matérialisée de type D1 (voir Annexe B).
7.7.2 Mesurandes
Les mesurandes sont Ra et Rz.
7.8 Type PCR: Profil irrégulier circulaire
7.8.1 Caractéristiques de conception
Ces mesures matérialisées circulaires ont des profils irréguliers dans la direction radiale, mais elles ont
l
...
Questions, Comments and Discussion
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