自動焦度計(jì)頂焦度示值誤差分析及調(diào)校

摘 要：隨著我國以及各類新型計(jì)量器具設(shè)備的研發(fā)和應(yīng)用，對于眼鏡配裝質(zhì)量的整體提高具有重要的意義。目前，國內(nèi)進(jìn)行眼鏡參數(shù)檢測主要應(yīng)用自動焦度計(jì)，與傳統(tǒng)的手動調(diào)焦式焦度計(jì)相比，其具有誤差小、操作簡便、精確度高等特點(diǎn)，但是在具體操作過程中由于受到測量方法、環(huán)境、標(biāo)準(zhǔn)等原因的影響和限制，頂焦度示值誤差的現(xiàn)象較為普遍，文章將對誤差現(xiàn)象進(jìn)行分類并闡述初步的調(diào)校方法。

關(guān)鍵詞：自動焦度計(jì)；頂焦度示值誤差；研究分析

隨著科技的進(jìn)步，眼鏡檢測技術(shù)有了長足的發(fā)展，但頂焦度示值誤差的現(xiàn)象較為普遍?，F(xiàn)今一般使用使用自動數(shù)字顯示式檢測眼鏡頂焦度，測量眼鏡鏡片后頂焦度不需人為的調(diào)焦。焦度計(jì)主要用于測量眼鏡片（包括角膜接觸鏡片）的頂焦度（D）、棱鏡度（△），確定柱鏡片的柱鏡軸位方向，在未切邊鏡片上打印標(biāo)記并可檢查鏡片是否正確安裝在鏡架中的儀器。它是由光柵，坐標(biāo)傳感器和微機(jī)組成的測量模擬系統(tǒng)。文章主要討論影響焦度計(jì)對于眼鏡頂焦度檢驗(yàn)的誤差分析。

焦度計(jì)根據(jù)顯示方式分為連續(xù)顯示式與數(shù)字顯示式兩類。焦度計(jì)根據(jù)工作原理又分為基于調(diào)焦成像原理的焦度計(jì)與基于自動對焦原理的焦度計(jì)兩類；基于調(diào)焦成像原理的焦度計(jì)根據(jù)觀察方式的不同又分為目視式與投影式兩種。目視式焦度計(jì)利用讀數(shù)望遠(yuǎn)系統(tǒng)進(jìn)行觀察；而投影式焦度計(jì)利用投影物鏡和投影屏進(jìn)行觀察；目前市場上在用的焦度計(jì)主要有自動數(shù)顯類、手動（數(shù)顯、直讀）類兩類。

1 自動焦度計(jì)頂焦度示值誤差分析

1.1 環(huán)境不同引起的誤差

在使用儀器時需要注意以下事項(xiàng)：首先，對儀器要小心輕放。意外的撞擊可能會損壞儀器。其次，將儀器放置在一個水平穩(wěn)定的桌面上，才能保持正常工作狀態(tài)。第三，不要將儀器安裝在陽光直射處，室內(nèi)的燈光也不宜過亮。第四，不要再濕熱或者灰塵多的環(huán)境中使用本儀器，這樣的環(huán)境會對儀器的測量準(zhǔn)確度造成不良影響。最后為了保證精確結(jié)果，對儀器應(yīng)當(dāng)進(jìn)行按時的清潔，灰塵可能會導(dǎo)致儀器工作不正常，并且使用儀器后，需要蓋好防塵帽，并切斷電源，將防塵罩蓋好。這些都是避免環(huán)境的因素對儀器的測量精度造成影響。

根據(jù)我們對在檢定過程中所得的檢定參數(shù)進(jìn)行分析，外部條件的不適應(yīng)是導(dǎo)致頂焦度示值誤差現(xiàn)象出現(xiàn)的客觀因素之一。在正常情況下，應(yīng)用自動焦度計(jì)進(jìn)行檢測時的溫度應(yīng)（20±5）℃，相對濕度應(yīng)控制在≤85RH%。

測量溫度引起的誤差；有人曾經(jīng)做過這樣的實(shí)驗(yàn)，先將標(biāo)準(zhǔn)焦度計(jì)從炎熱潮濕的室外帶入恒溫室后立即檢定，再將此儀器恒溫24小時后重新檢定，通過數(shù)據(jù)比較發(fā)現(xiàn)該儀器兩次檢定修正值改變較大，特別是± 5.00D以上大光度修正值變化尤為明顯？所以在評定測量不確定度的時候就不能不考慮到溫度的影響。

1.2 鏡片缺陷引起的誤差

這主要與鏡片本身缺陷有關(guān)，因被測鏡片球差存在，另外鏡片厚度，前后面彎曲度的變化，在重復(fù)性、再現(xiàn)性條件下測量時，焦度計(jì)測量光束在鏡片上的實(shí)際落點(diǎn)位置與理想落點(diǎn)位置存在偏離可引起誤差。

1.3 輸入電壓不穩(wěn)，外界強(qiáng)光干擾以及測量光路中的灰塵的影響等

不穩(wěn)定的輸入電壓會影響焦度計(jì)的使用，令測量光束的強(qiáng)度造成影響；在焦度計(jì)的使用過程中，若是外界光線強(qiáng)，那么測量會產(chǎn)生誤差，有些儀器在外界光線的干擾下甚至測量的信息為錯誤的，從而導(dǎo)致設(shè)備停止工作；在大量的使用中，焦度計(jì)容易堆積細(xì)小的灰塵，因而在反復(fù)測量中會出現(xiàn)誤差，一些微小的故障以及設(shè)置參數(shù)都會對儀器的光路造成影響，因此容易出現(xiàn)焦度示值出現(xiàn)誤差。

1.4 支座變化引起的誤差

在焦度計(jì)的支座上將待測鏡片放置好，繼而對其后頂焦距進(jìn)行測量，根據(jù)相關(guān)規(guī)定原理，可以看出，原本平行度光線在通過鏡片后會發(fā)生一定的偏轉(zhuǎn)，經(jīng)過光闌落于光電探測器，該設(shè)備是一種位置探測儀，后頂焦距是計(jì)算得出的，需要焦度計(jì)支座平面同光闌之間的距離、探測器同光闌之間的距離以及光線偏轉(zhuǎn)后在光電探測器以及帶孔光闌上面的高度等數(shù)字作為計(jì)算參數(shù)。但是鏡片在實(shí)際中后表面不是平面，由于曲面的曲率具有差異，因此鏡片后定點(diǎn)不會完全重合于鏡片支座平面，因而便會引發(fā)矢高誤差。

1.5 機(jī)器自身原因

在自動焦度計(jì)計(jì)算柱鏡符號的模式變換時，頂焦度測量會產(chǎn)生非線性變化的測量值，這種測量值產(chǎn)生誤差是必然的。

1.6 操作問題

對中不準(zhǔn)是測量過程中常見的操作問題，而鏡片支撐同鏡片之間接觸不良也是造成誤差的主要因素。因此科學(xué)的手段，有效的調(diào)校方式是檢測人員在工作中必須及時采用的，從而對誤差予以控制，使測量值在可控范圍中。

1.7 修正值使用不當(dāng)

若是兩臺檢驗(yàn)合格的焦度計(jì)在-5.00D檢定點(diǎn)分別用+0.05D以及-0.04D的修正值，那么在此處對同一鏡片進(jìn)行測量，在測量中先不加入修正值，可以得到兩種不同的結(jié)果，且差值很大，因此應(yīng)當(dāng)引入修正值。

此外透鏡光學(xué)中心的軸位標(biāo)記與焦度計(jì)光軸的偏差超出標(biāo)準(zhǔn)范圍任何一種焦度計(jì)在頻繁使用一段時間后，其透鏡度光學(xué)中心的軸位標(biāo)記與焦度計(jì)光軸的偏差都會逐漸增大，甚至超出標(biāo)準(zhǔn)范圍，導(dǎo)致焦度計(jì)頂焦度示值發(fā)生變化，影響配制眼鏡的質(zhì)量。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因：一是因鏡片支座受到磨損，造成支座凸緣高度降低或傾斜，導(dǎo)致頂焦度示值發(fā)生變化；二是操作儀器不當(dāng)或是儀器受過強(qiáng)烈的震動或撞擊，導(dǎo)致光學(xué)元件發(fā)生移位，透鏡光軸的元件受到損壞，從而造成同軸中心的不對稱。出現(xiàn)這一故障時應(yīng)及時更換鏡片支座或受損元件，并且該儀器應(yīng)重新檢定后再使用。

2 誤差的調(diào)校

當(dāng)焦度計(jì)自動測量過程中出現(xiàn)誤差時，一般的調(diào)校方式便可以對其進(jìn)行更正，若是調(diào)校后誤差仍舊較大，則需要檢修。

2.1 具體方法

若是灰塵出現(xiàn)在透光鏡上，那么焦度計(jì)在進(jìn)行頂焦度的測量過程中便會產(chǎn)生誤差，這時，需要檢測人員一走鏡片支撐，使用專業(yè)的清洗工具對灰塵進(jìn)行清理，也可以使用柔軟的鏡布，將鏡片表面的透光鏡擦干凈。在清理完成后，需要檢測人員進(jìn)行鏡片的選擇，需要注意的是，在型號以及規(guī)格上鏡片應(yīng)當(dāng)同支承座相匹配。

2.2 儀器精度的設(shè)置

設(shè)備模式一般采用0.01D，并且對棱鏡度進(jìn)行模式設(shè)置，按照相關(guān)表尊將其設(shè)置為極坐標(biāo)模式。在檢測過程中，檢測人員對焦度計(jì)需要根據(jù)質(zhì)檢總局所下發(fā)的設(shè)備檢定規(guī)程，將眼鏡片頂焦度的不確定度進(jìn)行合理的設(shè)定，一般Dk=2而u=0.03。

2.3 焦度計(jì)差異造成不確定分度的差異

綜合分析是檢測人員在調(diào)校中需要根據(jù)自動焦度計(jì)類別的差異進(jìn)行的必要工作，當(dāng)全部數(shù)據(jù)均進(jìn)行校準(zhǔn)后，需要對檢測儀進(jìn)行關(guān)機(jī)重啟，檢測人員需要對重啟后的設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)證，進(jìn)入測量控制菜單對其數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證是否滿足要求。若是誤差仍舊存在且數(shù)值較大，那么則應(yīng)當(dāng)重新進(jìn)行校驗(yàn)，并按照上述方式進(jìn)行校準(zhǔn)，直到測量誤差符合需要的數(shù)值為止。

自動焦度計(jì)具有誤差小、操作簡便、精確度高等特點(diǎn)，但是在具體操作過程中由于受到測量方法、環(huán)境、標(biāo)準(zhǔn)等原因的影響和限制，頂焦度示值誤差的現(xiàn)象較為普遍，因此，在自動焦度計(jì)出現(xiàn)頂焦度示值誤差現(xiàn)象時，一定要采取科學(xué)的調(diào)校方法，進(jìn)而才能保證測量結(jié)果的精確度和準(zhǔn)確性，對于眼鏡配裝質(zhì)量的整體提高具有重要的意義。

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作者簡介：張穎，女，黑龍江省牡丹江市人，黑龍江省牡丹江市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)檢測中心，碩士學(xué)歷。主要從事檢驗(yàn)檢定工作。