阿貝折射儀的影響因素

宋偉麗 葉帥

吉林市計(jì)量測試技術(shù)研究院 吉林吉林 132013

物質(zhì)的重要光學(xué)常數(shù)包括折射率以及平均色散，通過對兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行測量，可以對其純度以及色散大小等光學(xué)性能進(jìn)行充分了解，本文對阿貝折射儀的折射率示值誤差和平均色散示值誤差的兩個(gè)重要參數(shù)的影響因素進(jìn)行研究與分析，現(xiàn)報(bào)道如下：

1 儀器測量原理

阿貝折射儀的測量原理是將測試樣緊貼于一已知折射率的折射棱鏡，將試樣的折射率根據(jù)光線全反射臨界角來進(jìn)行求解。當(dāng)使用白光照明儀器時(shí)，可以將被測試樣和折射棱鏡產(chǎn)生的綜合色散選擇直角色散棱鏡來進(jìn)行抵消，如此便可以在消色散位置得到一個(gè)較為清晰的臨界線，此時(shí)可以得到D 譜線的折射率nD，同時(shí)需要對它所旋轉(zhuǎn)的角度加以借助，通過色散分度圈上的讀數(shù)Z 值和折射率nD來對被測試樣的平均色譜nF-nc 計(jì)算出[1-2]。

2 折射率示值誤差

（1）環(huán)境條件。相對濕度：＜85%，溫度：（20±3℃）

（2）測量標(biāo)準(zhǔn)。折射率標(biāo)準(zhǔn)塊：不確定度為δ=5×10-5（k=3）。K 應(yīng)為斜體

（3）測量過程。檢定規(guī)程的相關(guān)要求為，采用四種標(biāo)準(zhǔn)塊和相應(yīng)的折射液在白光照明的條件下進(jìn)行分開測量，在兩個(gè)消色散位置上每種標(biāo)準(zhǔn)塊均各取一次折射率讀數(shù)，為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，需要重復(fù)測量4 次以上，得出8 個(gè)以上的折射率測得值，最后將這些測得值處理后取平均值。二者的標(biāo)準(zhǔn)值之差，即為對該標(biāo)準(zhǔn)塊折射率測量的示值誤差。

2.1 測量模型

（1）測量模型。

其中，阿貝折射儀折射率的示值誤差為 ，被測阿貝折射儀的折射率示值為 ，折射率標(biāo)準(zhǔn)塊的標(biāo)準(zhǔn)值為 ，折射率標(biāo)準(zhǔn)塊受溫度變化引起的折射率為 。

（2）靈敏系數(shù)。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的來源

（1）被測阿貝折射儀的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量μ（nDm）u 都應(yīng)為斜體

（2）測量重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量μ（nDm1）

（3）分辨力引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量μ（nDm2）

（4）環(huán)境溫度引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量μ（nDt）

（5）折射率標(biāo)準(zhǔn)塊引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量μ（nDn）

2.3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評定

（1）被測阿貝折射儀的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量μ（nDm）①測量重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量μ（nDm1）

我們例子選取折射率標(biāo)準(zhǔn)塊F2，其8 次的測量數(shù)據(jù)分別為1．6128，1．6129，1．6129，1．6129，1．6129，1．6129，1．6129，1．6130。其標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量μ（nDm1）為：

μ（nDm1）=1．25×10-5

②分辨力引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量μ（nDm2）

結(jié)果為：

（3）環(huán)境溫度引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定分量μ（nDt）

折射率溫度系數(shù)最大的為ZF2，其系數(shù)值為61×10-4/℃。因?yàn)闇囟确秶鸀?7-23℃，其由于溫度變化而引起來的變化量最大值為

根據(jù)結(jié)果顯示，其符合正態(tài)分布的規(guī)律，由于溫度變化所引起來的標(biāo)準(zhǔn)不確定分量結(jié)果為：

2.4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定

結(jié)果為：

2.5 擴(kuò)展不確定度評定

當(dāng)置信概率約為95%，k=2 時(shí)，即

得出的結(jié)果為：U=7．4×10-5（k=2）。

3 平均色散示值誤差

3.1 測量方法

（1）測量依據(jù)。測量依據(jù)為《阿貝折射儀檢定規(guī)程》（JJG 625-2001）。

（2）環(huán)境條件。相對濕度：＜85%，溫度：（20±3℃）

（3）測量標(biāo)準(zhǔn)。折射率標(biāo)準(zhǔn)塊：不確定度為δ=7×10-5（k=3）。K 應(yīng)為斜體

（4）測量過程。測量過程同折射率示值誤差的測量過程基本一致。

3.2 測量模型

3.3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評定

4 結(jié)語

本人的看法受水平的限制，還望相關(guān)學(xué)者批評與指正。