焦度計檢定時測量不確定度的分析

劉燕萍 許小蘭

1.漢川市公共檢驗檢測中心 湖北孝感 431600

2.漢川市計量檢定測試所 湖北孝感 431600

3.武漢大學城市設(shè)計學院 湖北武漢 430072

1 簡析焦度計

1.1 焦度計的定義

焦度計是用來檢測鏡片以及配裝眼鏡整體質(zhì)量的重要測量儀器，其主要是用來測量包括角膜接觸鏡片在內(nèi)所有眼鏡片的頂焦度和棱鏡度，以此來確定鏡片的光學中心和軸位方向，并在未切邊鏡片上打印標記，以此來檢查鏡架和鏡片之間是否正確安裝達到完全吻合程度的一種光學儀器，因此其被廣泛應用在醫(yī)院、眼鏡店、學校、各檢測機構(gòu)等。

1.2 焦度計的分類

焦度計根據(jù)顯示方式和工作原理的不同可以分為連續(xù)與數(shù)字顯示式和自動對焦與調(diào)焦成像原理不同的類型，根據(jù)調(diào)焦原理觀察方式的不同又可分為目視式和投影式兩種類型。其中自動對焦原理的焦度計主要是利用光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、微機數(shù)據(jù)處理等系統(tǒng)，具有操作簡單、體積小、重量輕、原理先進、性能穩(wěn)定可靠并且分辨力高的優(yōu)點，而調(diào)焦成像原理的焦度計在進行測量前需要手動進行必要的調(diào)節(jié)，以此確保零點的歸位，但在實際操作過程中經(jīng)常受到人眼分辨力、光學系統(tǒng)成像以及操作人員綜合素質(zhì)等各類因素的影響，因此會導致誤差的出現(xiàn)。

2 測量不確定度分析

2.1 簡析測量不確定度

測量不確定度具有嚴密性、針對性、選擇性以及與測量誤差異同的特點，其可以反映出人們在對被測量值準確認識方面的不足，在評定方式上分為A類和B類評定兩種。要對焦度計檢定時測量的不確定度進行分析，就需要根據(jù)JJG580-2005《焦度計檢定規(guī)程》等測量依據(jù)，明確測量所用的儀器以及測量范圍，嚴格控制測量的溫度和相對濕度等物理條件，建立相關(guān)的數(shù)學模型，以此確保測量過程中的操作正確性和結(jié)果有效性[1]。

2.2 建立數(shù)學模型

操作人員在對其進行測量時要嚴格按照國家的相關(guān)規(guī)定，采用自動對焦原理的頂焦度標準鏡片進行計量檢定，并建立相關(guān)的頂焦度修正值的數(shù)學模型。其中要包含頂焦度標準鏡片的標準值、被檢焦度計的頂焦度修正值以及被檢焦度計的實際測量值，然后根據(jù)計算得出實驗標準差和靈敏系數(shù)。

2.3 分量標準、合成標準以及擴展的不確定度

根據(jù)頂焦度標準鏡片引起的不確定度，按照相關(guān)規(guī)定經(jīng)由上一級計量標準傳遞的頂焦度標準鏡片標準值的擴展不確定度，然后采用B類標準對其進行更加深層次的評定，從而得出頂焦度標準鏡片的標準不確定度。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)證明，在正常工作狀態(tài)下的按照規(guī)定重復條件進行測量的焦度計得到的頂焦度發(fā)散區(qū)間有限，利用貝塞爾公式可以得到單次測量實驗標準差，然后采用柱鏡符號模式轉(zhuǎn)換可以引起頂焦度測量值的非線性變化，經(jīng)過相關(guān)的數(shù)據(jù)處理和分析，可以明確焦度計實際測量值的測量不確定性。根據(jù)不確定度分量之間的相互獨立關(guān)系，我們可以進一步得出合成標準不確定度和擴展的不確定度，并能夠盡量保證測量結(jié)果的科學合理[2]。

2.4 結(jié)果的評定

最后，得到被檢自動焦度計的頂焦度修正值，并且可以將其結(jié)果與相關(guān)規(guī)定中的要求進行對比分析，可以明確得知該結(jié)果是否完全符合相關(guān)標準的規(guī)定。

3 使用焦度計的注意事項

3.1 儀器擺放

焦度計屬于精確的光學儀器，需要將其擺放在水平牢固的操作臺面上，并且在挪動焦度計的時候需要做到輕拿輕放，避免因頻繁搬移等人為因素帶來的儀器損壞；檢查焦度計的所有操作部位準確完好，其刻線要均勻、數(shù)字要清晰，確保顯示屏的清晰度；還需注意焦度計需要擺放在光線較弱的測量區(qū)域，準備好遮光簾等設(shè)施，避免因陽光直射影響到焦度計的光波波長，從而影響測量數(shù)值。

3.2 儀器操作

在對焦度計進行操作時，相關(guān)操作人員要具有較高的綜合素質(zhì)，首先能夠確保實驗操作環(huán)境干凈整潔，檢查無明顯水汽或者霉斑，避免灰塵、手印等對其測量結(jié)果產(chǎn)生影響；檢查打點器尖端墨水是否適量；儀器通電之后對其進行預熱處理；調(diào)整儀器的滑動鼻托架到最左端，然后取下防塵帽，開始進行測量。正確放置被測鏡片，確保鏡片表面頂點與儀器鏡片支撐圈充分接觸，并且鏡片支架要與眼鏡視線保持平行，確保眼鏡處于水平狀態(tài)，避免測量數(shù)值出現(xiàn)較大偏差；用鏡片支架固定好被測鏡片后，準確定位，然后要緩慢移動鏡片使被測鏡片的十字標記朝著中心移動，當兩者完全重合之后可以開始讀取數(shù)字，該數(shù)字即為鏡片的頂焦度值；重復此動作三次，并記錄得到的三組數(shù)字，最后取其平均值[3]。

3.3 內(nèi)部參數(shù)設(shè)置

國家明確規(guī)定強調(diào)，二級焦計度的讀數(shù)分辨力至少應為0．12D，但隨著當前眼鏡行業(yè)內(nèi)部之間的競爭壓力不斷加大，部分企業(yè)為了提高自身的競爭力，都在使用高精度的自動對焦焦度計，并將其內(nèi)部參數(shù)設(shè)置為0．12D或者更高的0．01D，以更高的標準來吸引消費者，確保消費者的用眼安全。

3.4 后期維護

焦度計屬于高精準度的光學儀器，其各個組成部分應當靈活協(xié)調(diào)，但是在經(jīng)過長時間的使用之后，焦度計會出現(xiàn)打點器位置移動或者鏡片支架過度磨損的情況，從而導致光學中心超差影響焦度計檢定測量的準確度，因此，焦度計除了按照《中華人民共和國計量法》第九條規(guī)定實行強制檢定外，操作人員需要定期對其進行維護保養(yǎng)，調(diào)節(jié)垂直方向上的螺絲、更換支座測帽或者返廠檢修，定點定期送法定計量技術(shù)機構(gòu)檢定，以確保檢測結(jié)果的準確可靠。

4 總結(jié)

焦度計在日常操作使用過程中由于各種因素的影響難免會出現(xiàn)一些故障或者誤差，影響測量的準確度，因此相關(guān)的操作人員要不斷提高自身的綜合素質(zhì)，明確國家相關(guān)規(guī)定和要求，嚴格規(guī)范自身的操作流程，熟練掌握操作技巧，確保焦度計測量結(jié)果的準確性。