瞳距仪标准装置测量不确定度的分析与评定

　　0　引言

　　瞳距仪是验光配镜中进行瞳距测量的一种计量器具。为保证瞳距测量结果的客观、准确,国家制定了《JJG952-2000瞳距仪》检定规程,按规程规定瞳距仪使用瞳距仪标准装置进行检定。现对我单位所用的瞳距仪标准装置的测量不确定度进行分析与评定,与各位同行共同探讨。

　　1　测量方法

　　按照国家《JJG952-2000瞳距仪》检定规程的规定,将两个0D的标准模拟眼放入标准套筒中,调节标准套筒与瞳距仪等高,再调节标准套筒与工作台挡片平行后,将瞳距仪紧贴在挡片上,与标准套筒保持平行,利用瞳距仪鼻架与标准套筒的锥形定位块对中后,固定好瞳距仪,即可进行测量。重复测量3次,3次的算术平均值与标准套筒之差值,即为示值误差。

　　2　数学模型

　　3　各分量标准不确定的评定

　　3.1　输入量的不确定度评定u1

　　(1)测量重复性引入的标准不确定度分项u11在重复性条件下,用一台HX-I型的瞳距仪对标准值为55的标准套筒进行测量n=10次,测量结果如下(单位:mm):x1=55.0,x2=55.0,x3=55.0,x4=55.0,x5=55.0,x6=55.5,x7=55.0,x8=55.0,x9=55.0,x10=55.0,其平均值=55.05,则由贝塞尔公式得单次测量标准

差s()=0.16(mm)任意选取另外2台瞳距仪,各在重复性条件下连续测量10次,得到2组测量列,则3组测量列的计算得到的单次实验标准差如表1所示。

　　平时测量时,在重复性条件下连续测量3次,以3次测量结果(m=3)的平均值作为最终结果,则测量重复性引入的标准不确定度为

　　(2)被检瞳距仪分辨力引入的标准不确定度分项u12

　　瞳距仪为数显式测量仪器,分度值为0.5mm,即每按动测量键一次,瞳距指针移动0.5mm,读数窗显示值增加或减少0.5mm。因此每个读数值可能包含的误差在±0.25mm的范围内,服从均匀分布,由此引入的标准不确定度分项为

　　3.2　输入量X的不确定度评定u2

　　(1)标准套筒中心距引起的不确定度分项u21按中国计量科学研究院检定证书,瞳距仪标准装置中标准套筒的实际中心距值与理论值偏差的绝对值不大于0.1mm,按均匀分布,k= ,则

　　(2)瞳距仪与标准套筒对中引起的不确定度u22在标准套筒的中心有一个锥形定位块,它能与瞳距仪的鼻架互相配合,很好地对中,根据制造部门相关资料,锥形定位块与鼻架的配合误差为0.05mm,锥形定位块的圆度误差为0.03mm,由此引起的不确定度为

　　(3)瞳距仪与标准套筒平行性引起的不确定度u23

　　在瞳距仪标准装置工作台上有一挡片,当瞳距仪与标准套筒均紧靠它时,两者能保持很好的平行性,由此造成的中心距偏差可忽略不计。