自動焦度計頂焦度示值誤差分析及調(diào)校

摘 要：隨著我國各類新型計量器具、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，與傳統(tǒng)的手動調(diào)焦式焦度計相比，其具有誤差小、操作簡便、精確度高等特點，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；頂焦度示；值誤差

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。現(xiàn)今一般使用自動數(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)。本文主要討論影響焦度計對于眼鏡頂焦度檢驗的誤差分析。

焦度計根據(jù)顯示方式分為連續(xù)顯示式與數(shù)字顯示式兩類。焦度計根據(jù)工作原理又分為基于調(diào)焦成像原理的焦度計與基于自動對焦原理的焦度計兩類；基于調(diào)焦成像原理的焦度計根據(jù)觀察方式的不同又分為目視式與投影式兩種。目視式焦度計利用讀數(shù)望遠(yuǎn)系統(tǒng)進(jìn)行觀察；而投影式焦度計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：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)做過這樣的實驗，先將標(biāo)準(zhǔn)焦度計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，焦度計測量光束在鏡片上的實際落點位置與理想落點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的使用，對測量光束的強(qiáng)度造成影響；在焦度計的使用過程中，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，后頂焦距是計算得出的，需要焦度計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)字作為計算參數(shù)。但是鏡片在實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

在自動焦度計計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)

若是兩臺檢驗合格的焦度計在-5.00D檢定點分別用+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)記與焦度計光軸的偏差超出標(biāo)準(zhǔn)范圍任何一種焦度計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，需要檢測人員移走鏡片支撐，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)標(biāo)準(zhǔn)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)行驗證，進(jìn)入測量控制菜單對其數(shù)據(jù)進(jìn)行驗證是否滿足要求。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，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。

自動焦度計具有誤差小、操作簡便、精確度高等特點，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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[3]林藝群.淺析自動焦度計頂焦度示值誤差的調(diào)校方法；科技風(fēng)；2011年1月.

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)督檢驗檢測中心，碩士學(xué)歷。主要從事檢驗檢定工作。