光學密度計示值校準表及其在實際工作中的應用

張瑞鋒 孔 煒 邱黛君 王 磊

(山東省計量科學研究院，濟南 250014)

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光學密度計示值校準表及其在實際工作中的應用

張瑞鋒 孔 煒 邱黛君 王 磊

(山東省計量科學研究院，濟南 250014)

漫透射視覺密度計的示值通過與標準密度片的密度值比較進行校準。一般檢定證書或校準證書上均附有密度示值的校準結果，即示值校準表。本文給出了幾種在光學密度計實際使用過程中利用給定的密度示值校準表的方法，儀器使用人員可參考使用。

光學密度；示值校準表；應用

0 引言

光學密度又稱為“視覺密度”，是指投射在試樣上的光通量與投射過它的光通量之比的常用對數(shù)，多見于電影膠片洗印、印刷制版、工業(yè)探傷、醫(yī)療衛(wèi)生、勞動保護等行業(yè)[1-2]。漫透射視覺密度計(又稱黑白密度計，以下簡稱密度計)是進行光學密度測量的計量儀器[2-5]，其量值的準確性直接影響產品質量。為保證密度計量值的準確可靠，需對密度計進行檢定或校準。根據(jù)JJG 920—1996《漫透射視覺密度計檢定規(guī)程》的要求，用標準視覺(黑白)密度片對密度計進行檢定，標準密度片級數(shù)不少于12級。在檢定示值誤差時，首先用密度值為2.0左右的標準密度片校準密度計，然后測量標準密度片的各級密度值，重復測試3次，計算各級測量值的平均值及與標準值的偏差[6]。將各級密度值的標準值、測量值及誤差做成一個表稱為密度計示值校準表，一般檢定證書上均附帶這個表。該表格給出了該密度計在使用過程中對測得的密度值進行修正的標準，在實際工作中具有重要的作用。下面就密度計示值校準表在實際工作中的應用進行介紹。

1 實例

表1是某臺黑白密度計鑒定證書給出的示值校準表。校準用標準密度片為21級，密度間隔0.2，標準密度值由中國計量科學研究院給出，可溯源至國家光學密度基準。

表1 某臺黑白密度計的示值校準表

在實際工作中，示值校準表有以下幾種使用方式。

1.1 直接使用

當實際測量值在表1中各標準值附近時，可直接用表中給出的誤差值對測量值進行修正。比如：用上述密度計在進程密度測量時，某次測量的測量值為1.47，通過查表知道該儀器在1.50時誤差為0.01。由于測量值1.47與標準值1.50比較接近，可以認為此時的測量誤差也是0.01，從而得到修正后的測量值為1.46。

1.2 內插法

當實際測量值處于兩個標準值之間，且與上下兩個標準值之差的絕對值相差不大時，可以考慮用內插法，通過表中給出的數(shù)據(jù)計算得到此時的修正值。例如：某次測量值為3.80，通過查表知道該測量值處于第19級3.75和第20級3.92兩個標準值中間，且與兩個標準值之差的絕對值近似相等，由于儀器在3.75和3.92兩個標準值附件的修正值不同，采用哪個都不合適，此時可以采用內插法，利用相鄰兩級密度值的誤差值，計算出此時的修正值，從而對測量值進行修正，經(jīng)過計算修正值為0.011，修正后的測量結果為3.80+0.011=3.811，修約后為3.81。

1.3 校準曲線

我們將表1中的測量值作為橫坐標，標準值作為縱坐標，得到如圖1所示曲線。該曲線表示當儀器顯示值所對應的標準值。利用最小二乘法對曲線進行了擬合，擬合結果為：

y=1.003x-0.017

(1)

式中：y為儀器示值；x為校準后的測量值。

通過該方程，根據(jù)測量值可以方便地計算出修正后的結果。以儀器顯示值為3.80為例，通過計算可以得到此時的測量結果應為3.79。

圖1 根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)擬合出的校準曲線

2 需要注意問題

示值校準表是確保密度計示值準確性的重要資料，在實際使用中還應注意以下幾點：1)計量儀器保管人和使用人應負責確保將新的修正數(shù)值及時予以更新，將新的修正值替換舊的修正值；2)示值校準表必須是經(jīng)法定計量檢定機構使用標準密度片進行檢定或校準后出具的數(shù)值，由于標準密度片和工作密度片在密度級數(shù)、密度間隔、不確定度等方面存在的差異，在制作校準曲線時，不能用工作密度片(一般為7～8級)對黑白密度計進行校準后出具的示值校準數(shù)值；3)由于校準曲線是利用已知的校準數(shù)據(jù)進行擬合后得到的，其使用范圍應僅適用于進行校準的密度范圍(一般為0～4D)，一般不能利用外推法對該密度范圍之外的數(shù)據(jù)進行校準。

3 結束語

正確使用檢定/校準證書給出的示值校準表，對提高被測光學密度值的準確性具有重要的影響。測試過程中應根據(jù)實際情況靈活選擇合適的示值校準表使用方法，同時還要確保示值校準表中修正值的來源及其適用范圍，避免錯誤使用對實際工作帶來的不利影響。

[1] 劉子龍、陳銳，等.大幅提高視覺密度國家基準測量水平的方法研究.物理學報，2012，61(23)：230601-1～230601-6

[2] 唐敏然，何欣.漫透射視覺密度計示值誤差的測量結果不確定度評定.計量與測試技術,2006，33(3)：37-38

[3] 葉軍安，陳曦，等.關于黑白密度計(透射式)校準方法的探討.計量與測試技術，2011，38(12)：20，23

[4] 穆梓.密度計校準用標準密度片的自制.縮微技術，1995(3)：16-18

[5] 肖亮，張露妍.工作黑白密度片的測量結果不確定度評定.工業(yè)計量，2012(z1)：180-181

[6] JJG 920—1996漫透射視覺密度計檢定規(guī)程

10.3969/j.issn.1000-0771.2015.05.20