太阳镜焦度检测装置校准规范

JJF1912—20211太阳镜焦度检测装置校准规范1范围本规范适用于太阳镜焦度检测装置的顶焦度、棱镜度的校准。2引用文件本规范引用了下列文件:JJG580—2005焦度计GB/T13962—2009光学仪器术语QB2457—1999太阳镜ISO12311:2013个人防护设备太阳镜和相关护目镜的试验方法(Personalprotectiveequipment—Testmethodsforsunglassesandrelatedeyewear)凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3术语和计量单位3.1后顶焦距backvertexfocaldistance镜片后顶点到后焦点的距离,又称像方顶焦距,如图1所示,以符号lf'表示。图1镜片后顶焦距示意H—物方主点;H'—像方主点;F—物方焦点;F'—像方焦点;f—物方焦距;f'—像方焦距3.2后顶焦度backvertexpower以米为单位测得的镜片近轴后顶焦距的倒数,即1/lf'。单位为m-1。在眼科光学领域,后顶焦度的单位也称屈光度,以D来表示。3.3光焦度focalpower光学系统(或透镜)对光线会聚或发散的能力。其值为焦距的倒数与介质折射率之积。3.4棱镜度prismaticpower光线通过镜片上的规定点(通常是镜片中心)后所产生偏离的度量。单位是厘米每JJF1912—20212米(cm/m),有时以符号Δ表示。3.5参考面referenceplane经过被测镜片的后顶点且与光轴垂直的面。4概述太阳镜焦度检测装置(以下简称检测装置)是测量太阳镜顶焦度和棱镜度的仪器,其测量原理采用望远镜法。望远镜法又分为有限共轭望远镜法和无限共轭望远镜法。有限共轭望远镜法测量原理如图2所示。目标分划板位于距望远镜4.6m处并成像于望远镜的像方分划板上。当加入被测太阳镜镜片后,像方分划板要移动距离z后,目标才能再次成像于像方分划板上。被测太阳镜的后顶焦度D近似等于其光焦度Φ,如公式(1)所示:D≈Φ=(1)式中,b=4.6m。图2有限共轭望远镜法顶焦度、棱镜度测量原理有限共轭望远镜法测量的是光焦度,而不是后顶焦度,并且光焦度与像方分划板移动的距离不是线性关系。无限共轭望远镜法测量原理如图3所示。光路中未放被测镜片时,目标分划板位于准直物镜的焦平面上,可在由望远物镜和目镜组成的望远系统中获得清晰的标记的像。当在光路中放上被测镜片后,像方分划板需沿光轴移动一段距离z,才能再次在望远系统中获得清晰的目标分划板的像。后顶焦度D按公式(2)计算:(2)式中,f'为望远镜的焦距。JJF1912—20213图3无限共轭望远镜法顶焦度、棱镜度测量原理该方法相比于有限共轭望远镜法,增加了准直物镜,可以直接测量后顶焦度,利于检测装置小型化。5计量特性5.1零位示值误差球镜和柱镜顶焦度零位示值最大允许误差均为±0.02m-1,棱镜度最大允许误差为0.01cm/m。5.2球镜顶焦度示值误差球镜顶焦度示值的最大允许误差为±0.03m-1。5.3球镜顶焦度测量重复性球镜顶焦度测量重复性应不大于0.02m-1。5.4棱镜度示值误差棱镜度示值的最大允许误差为±0.04cm/m。注:以上指标不用于合格性判定,仅供参考。6校准条件6.1环境条件环境温度:(20±5)℃;相对湿度:≤80%。6.2测量标准及其他设备6.2.1球镜顶焦度标准镜片球镜顶焦度标准镜片包括-0.25m-1、-0.12m-1、-0.06m-1、0.06m-1、6.2.2棱镜度标准镜片0.12m-1、0.25m-1共6个标准镜片,其球镜顶焦度扩展不确定度U=0.01m6.2.2棱镜度标准镜片棱镜度标准镜片主要包括0.12cm/m和0.25cm/m两个棱镜片,其棱镜度扩展不确定度U=0.01cm/m(k=2)。JJF1912—202147校准项目和校准方法7.1外观及功能性检查用目视方法对检测装置进行外观检查。外观应平整光洁,不应有锈蚀、划痕;喷、镀层不应有脱落,刻线、刻字应清晰完整,不应有断线、脱色等缺陷。应有铭牌标志,标明仪器名称、型号、编号、生产企业等。分划板的刻线、刻字应完整、清晰;在视场范围内,应成像清晰,亮度均匀,不应有可见的油迹、灰尘、水迹、霉点以及影响观察和读数的其它缺陷。运动机构的配合应松紧适度;手轮的转动应平稳、均匀、无爬行。7.2零位示值误差在检测装置的支座上不放置任何标准镜片,调焦至目标清晰,读取此时球镜顶焦度、柱镜顶焦度和棱镜度数值,其零位示值误差应满足5.1的要求。7.3球镜顶焦度示值误差将球镜顶焦度标准镜片逐个安放在检测装置的支座上,每个镜片至少独立测量3次并读数,取3次读数平均值作为该镜片的实际测量值,球镜顶焦度示值误差根据公式(3)计算。球镜顶焦度示值误差应符合5.2的要求。式中:d式中:dD—球镜顶焦度示值误差,m-1;D—球镜顶焦度3次测量的平均值,m-1;D0—球镜顶焦度标准值,m-1。7.4球镜顶焦度测量重复性检测装置的支座上不放置任何标准镜片,调焦至目标清晰,连续测量3次其球镜顶焦度最大与最小值之差为检测装置的球镜顶焦度测量重复性。球镜顶焦度测量重复性应符合5.3要求。7.5棱镜度示值误差在检测装置的顶焦度示值为零时,将棱镜标准镜片放在支座上,每个镜片至少独立测量3次,取3次读数平均值作为该镜片的实际测量值,棱镜度示值误差根据公式(4)计算。棱镜度示值误差应符合5.4的要求。式中:dΔ—棱镜度示值误差,式中:dΔ—棱镜度示值误差,cm/m;Δ—棱镜度3次测量的平均值,cm/m;Δ0—棱镜度标准值,cm/m。8校准结果表达校准结果以校准证书(或校准报告)的形式给出。校准证书至少应包括下列信息:a)标题:“校准证书”;b)实验室名称和地址;JJF1912—20215c)进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);d)证书或报告的唯一性标识(如编号),每页及总页数的标识;e)客户的名称和地址;f)被校对象的描述和明确标识;g)进行校准的日期,如果与校准结果的有效性和应用有关时,应说明被校对象的接收日期;h)如果与校准结果的有效性和应用有关时,应对抽样程序进行说明;i)对校准所依据的技术规范的标识,包括名称及代号;j)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;k)校准环境的描述;l)校准结果及测量不确定度的说明;m)对校准规范的偏离的说明;n)校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识,以及签发日期;o)校准结果仅对被校对象有效的声明;p)未经实验室书面批准,不得部分复印证书或报告的声明。9复校时间间隔由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器自身质量等诸因素所决定的,送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔,建议不超过1年。JJF1912—20216附录A校准原始记录参考格式送校单位样品名称温度相对湿度单位地址型号规格℃%生产厂家仪器编号校准依据证书编号校准使用的计量基(标)准装置(含标准物质)名称测量范围不确定度/准确度等级证书编号证书有效期1.球镜顶焦度零位示值误差;柱镜顶焦度零位示值误差。2.球镜顶焦度测量重复性。3.球镜顶焦度示值误差m-1标称值实测值示值误差123平均值+0.06+0.12+0.25-0.06-0.12-0.25球镜顶焦度示值误差的不确定度4.棱镜度示值误差:0.12cm/m棱镜度示值误差;0.25cm/m棱镜度示值误差棱镜度示值误差的不确定度校准校准员核验员备注7附录B校准证书内页参考格式送校单位样品名称温度相对湿度单位地址型号规格℃%生产厂家仪器编号校准依据证书编号校准使用的计量基(标)准装置名称测量范围不确定度/准确度等级证书编号证书有效期1.球镜顶焦度零位示值误差;柱镜顶焦度零位示值误差。2.球镜顶焦度测量重复性。3.球镜顶焦度示值误差m-1顶焦度标准值示值误差顶焦度标准值示值误差-0.06+0.06-0.12+0.12-0.25+0.25球镜顶焦度示值误差的不确定度4.棱镜度示值误差:0.12cm/m棱镜度示值误差;0.25cm/m棱镜度示值误差棱镜度示值误差的不确定度校准日期校准员核验员备注附录C后顶焦度示值误差测量不确定度评定示例C.1测量模型采用球镜顶焦度标准镜片对太阳镜焦度检测装置的顶焦度示值误差校准时,建立测量模型如下:式中:dD———球镜顶焦度示值误差,m-1;d式中:dD———球镜顶焦度示值误差,m-1;D———球镜顶焦度3次测量的平均值,m-1;D0———球镜顶焦度标准值,m-1。C.2合成标准不确定度的计算公式根据测量模型和不确定度传播律,示值误差dD的合成标准不确定度uc(dD)为:(C.2)u(D)———测量重复性引入的标准不确定度;u(D0)———由标准镜片引入的标准不确定度。灵敏系数:c1==1;c2=C.3标准不确定度分量评定C.3.1由测量重复性引入的标准不确定度u(D)用球镜顶焦度标准镜片对太阳镜焦度检测装置进行10次独立重复测量,以校准点0.12m-1为例,测量数据如表C.1所示。根据贝塞尔公式计算单次测得值的实验标准偏差:校准时以3次测量的平均值作为最佳估计值,所以:表表C.1校准数据(C.3)(C.4)m-1校准点测量值平均值标准偏差0.120.1200.1210.1240.1230.1220.1230.00150.1250.1240.1220.1230.123C.3.2球镜顶焦度标准镜片引入的标准不确定度u(D0)8从标准镜片证书可知,球镜顶焦度标准镜片的扩展不确定度为U=0.01m-1(k=8JJF1912—202192),因此由标准镜片引入的标准不确定度为:C.4标准不确定度一览表u(D0)=0.005m-1(C.5)标准不确定度汇总见表C.2。表C.2标准不确定度一览表m-1校准点不确定度分量标准不确定度来源标准不确定度0.12 u(D) 测量重复性0.0009u(D0)标准镜片0.005C.5合成标准不确定度各标准不确定度分量互不相关,故合成标准不确定度uc(dD)为:(C.6)C.6扩展不确定度2(dD)=0-1(k=2)(C.7)经评定,被测太阳镜焦度检测装置在校准点0.12m-1处的示值误差不确定度为U(dD)=0.011m-1(k=2)。JJF1912—202110附录D棱镜度示值误差测量不确定度评定示例D.1测量模型采用棱镜度标准镜片对太阳镜焦度检测装置的棱镜度示值误差校准时,测量模型如下:式中:dΔ———棱镜度示值误差,cm/m;d式中:dΔ———棱镜度示值误差,cm/m;Δ———棱镜度三次测量的平均值,cm/m;D.2合成标准不确定度的计算公式根据测量模型和不确定度传播律,示值误差dΔ的合成标准不确定度uc(dΔ)为:(D.2)u(Δ)———测量重复性引入的标准不确定度;u(Δ0)———由棱镜标准镜片引入的标准不确定度。灵敏系数:c1==1;c2=D.3标准不确定度分量评定D.3.1由测量重复性引入的标准不确定度u(Δ)0.12cm/m为例,测量数据如表D.1所示。根据贝塞尔公式计算单次测得值的实验标准偏差:=0.0097m-1(D.3)校准时以3次测量的平均值作为最佳估计值,所以:56m-1