(宿遷市計量測試所 江蘇 宿遷 223800)

焦度計量值比對及測量結(jié)果的不確定度評定

劉小謎

(宿遷市計量測試所江蘇宿遷223800)

本文詳細敘述了焦度計量值比對的方法，過程和結(jié)果，并給出了不確定度分析報告。通過此次省院組織的焦度計量值比對活動，我所檢定技術(shù)人員加深了對焦度計檢定規(guī)程的理解，獲得了省院的確認和同行間的互信互認。

焦度計；量值比對；測量結(jié)果不確定度；評定

一、引言

量值比對是在規(guī)定條件下，對相同準確度等級或者規(guī)定不確定度范圍內(nèi)的同種測量儀器復現(xiàn)的量值之間比較的過程。通常是兩個或兩個以上實驗室，在一定時間范圍內(nèi)，按照預(yù)先規(guī)定的條件，測量同一個性能穩(wěn)定的傳遞標準，通過分析測量結(jié)果的量值，確定量值的一致程度，確定該實驗室的測量結(jié)果是否在規(guī)定的范圍內(nèi)，從而判斷該實驗室量值傳遞的準確性的活動。通過比對，可使同行間檢定技術(shù)水平達到互信與互認的目的。

二、焦度計量值比對方法

比對項目采用JJG580-2005《焦度計檢定規(guī)程》規(guī)定的對自動對焦原理的焦度計進行測量的方法進行，每個測量點的測量次數(shù)10次，分別對球鏡度標稱值+15.00m-1、-5.00m-1、-10.00m-1、-20.00m-1，棱鏡度標稱值5.00cm/m，柱鏡度標稱值-1.5m-1等六個測量點進行測量，最后依據(jù)測試數(shù)據(jù)給出測量結(jié)果的不確定度評定報告。

三、焦度計頂焦度測量不確定度評定(球鏡度標稱值-5.00m-1)

由于各測量點的測量不確定度評定方法比較一致，本文僅以球鏡度標稱值-5.00m-1測量點為例詳述不確定度評定的過程，其他測量點不再一一列舉。

(一)概述

1.比對依據(jù)：JJG 580-2005《焦度計檢定規(guī)程》。

2.環(huán)境條件：溫度：24℃，相對溫度：52%。

3.測量標準：眼鏡片用頂焦度標準鏡片，型號：FL/FC，測量范圍：球鏡片：(-25～+25)m-1；棱鏡片：(2～20)cm/m；柱鏡片：±1.5m-1，制造單位：中國計量科學研究院。

4.被測對象：自動焦度計，型號：CL-2800

5.試驗方法：比對項目采用JJG 580-2005《焦度計檢定規(guī)程》規(guī)定的對自動對焦原理的焦度計進行測量的方法進行，每個測量點的測量次數(shù)為10次。

(二)數(shù)學模型

依據(jù)JJG 580-2005《焦度計檢定規(guī)程》，用頂焦度標準鏡片對自動對焦原理的焦度計進行計量檢定，并給出被檢焦度計各檢定點的頂焦度修正值。

首先建立頂焦度修正值c的數(shù)學模型：c=Φ-d

式中：c為被檢焦度計的頂焦度修正值；Φ為頂焦度標準鏡片的標準值；d為被檢焦度計的實際測量值。

(三)各分量標準不確定度的評定

1.頂焦度標準值Φ的測量不確定度

由頂焦度標準鏡片引起的不確定度，屬B類評定。經(jīng)由上一級計量基準傳遞的頂焦度標準鏡片的測量不確定度規(guī)定為(0.02～0.03)m-1(k=3),因此，頂焦度標準鏡片的標準不確定度為0.03m-1/3=0.01m-1。則：u1=u(Φ)=0.01m-1

2.實際測量值d的測量不確定度

(1)A類評定：由于人員操作、溫度濕度變化、供電電源電壓不穩(wěn)、外界雜光對焦度計造成干擾、鏡片支座內(nèi)的灰塵對焦度計的光學系統(tǒng)產(chǎn)生影響等等因素會引起頂焦度測量的誤差。

本次比對中，用-5.00m-1球鏡標準鏡片進行十次重復性測量，分別得到：-4.99m-1，-4.99m-1，-4.99m-1，-4.99m-1，-4.99m-1，-4.99m-1，-4.99m-1，-4.99m-1，-4.99m-1，-4.99m-1。

利用貝塞爾公式計算單次測量的實驗標準差(n=10)，得到：

則平均值的實驗標準差為：

則：u(dA)=0.000m-1

(2)B類評定：B類標準不確定度由一個認定的或假定的概率密度函數(shù)得到。進行B類評定的主要分量有：

①由儀器自身的原理和結(jié)構(gòu)引起的不確定度

當自動焦度計的數(shù)顯分辨力為δ=0.01m-1時，其均勻分布的區(qū)間為：[-δ/2，+δ/2]

由此可得到自動焦度計的分辨力引起的標準不確定度為：

則：u(dB1)=0.003m-1

②由“+/-”轉(zhuǎn)換模式的非線性變化引起的不確定度

則：u(dB2)=0.009m-1

綜上所述，得到焦度計實際測量值d的測量不確定度為：

=0.009m-1

則：u2=u(d)=0.009m-1

(四)標準不確定度分量一覽表

標準不確定分量不確定度來源標準不確定度u(Φ)頂焦度標準值0.010m-1u(dA)u(dB1)u(dB2)實際測量值0.000m-10.003m-10.009m-1

(五)合成標準不確定度

以上不確定度分量相互獨立，故合成標準不確定度uc為：

=0.013m-1

(六)擴展不確定度

由于U=kuc，取k=2。

則：U=2×0.013m-1≈0.03m-1(k=2)

(七)評定結(jié)果

根據(jù)上述的分析和評定過程，得到被檢自動焦度計在-5.00m-1處的頂焦度修正值c的測量擴展不確定度為0.03m-1。

四、結(jié)束語

本次焦度計量值比對，我所檢定技術(shù)人員在原始記錄的填寫、檢定數(shù)據(jù)的計算與處理、不確定度評定等項目上都成功達標，在每個實驗點上，測量結(jié)果與參考值之差均在合理的預(yù)期之內(nèi)，得到了滿意的比對結(jié)果，獲得了主導實驗室的確認和同行間的互信互認。

[1]國家質(zhì)量檢驗檢疫局.焦度計檢定規(guī)程(JJG580-2005).北京：中國計量出版社.2005

[2]國家質(zhì)量檢驗檢疫局.測量不確定度評定與表示(JJF 1059.1-2012).北京：中國計量出版社.2012

[3]江蘇省光學計量技術(shù)委員會.焦度計量值比對工作總結(jié)報告.2017