验配眼镜光学中心垂直互差不确定度评定

验配眼镜光学中心垂直互差不确定度评定

蔡孔祈，王广翔，林敏

台州方圆质检有限公司 浙江台州 318000

摘要：本文依据GB13511.1-2011《配装眼镜 第1部分单光和多焦点》以及GB10810.1-2005《眼镜镜片 第1部分单光和多焦点镜片》，建立验配眼镜光学中心垂直互差不确定度的数学模型，对光学中心垂直互差进行了描述，对被测量重复观测时存在随机影响、焦度计打印标记的点迹直径、游标卡尺测量误差等对光学中心垂直互差测量不确定度的贡献，对验配眼镜光学中心垂直互差测量过程中的不确定度来源进行分析评定，得出合成标准不确定度以及扩展不确定度。

关键词：验配眼镜；光学中心；垂直互差；不确定度

0前言

为了表达验配眼镜光学中心垂直互差测定结果的分散程度，并对测定结果给出一个合理的较高置信水平存在的区间宽度(即扩展不确定度),对验配眼镜光学中心垂直互差测定结果进行不确定度的分析。

1 垂直互差测量综述

1）测量依据：

（1）GB13511.1-2011《配装眼镜 第1部分单光和多焦点》；

（2）GB10810.1-2005《眼镜镜片 第1部分单光和多焦点镜片》

2）所用仪器设备：

（1）焦度计：CL-300型。

（2）游标卡尺：0～150mm。

3）试验方法：将被测眼镜的右镜片的后表面放在焦度计支座上，上下、左右移动眼镜镜片，使移动分划板像的图案中心与固定分划板的图案中心重合。则表示眼镜镜片的光学中心与仪器的光轴重合。用仪器上的镜片中心打印机构在镜片表面打印标记，标记为在水平方向上的三个点，中间一点即为镜片的光学中心标记。按上述步骤将左眼镜片的光学中心标记标出。用游标卡尺量出左右镜片光学中心高度并算出互差。

2 数学模型

其中：——光学中心垂直互差，mm

——右镜片光学中心与右镜圈几何中心在垂直方向上的距离，mm

——左镜片光学中心与左镜圈几何中心在垂直方向上的距离，mm

3 不确定度来源分析

对于验配眼镜光学中心垂直互差的检测，能够对试验测试结果产生影响的因素主要有：重复测试、焦度计打印标记的点迹直径测量误差以及游标卡尺测量误差。上述影响因素中，试样重复测试属于A类不确定度评定；其余影响因素均属于B类不确定度评定。

4 标准不确定度分量评定

1）对被测量重复观测时存在随机影响引入的A类标准不确定度u(x1)

样品10次测量结果如下：

根据贝塞尔公式计算：

其中： —— 单次测量结果

——多次测量结果平均值

——自由度

计算=0.168mm

n取10代入计算有

=0.022mm

2）焦度计打印标记的点迹直径引起的不确定度分量u(x2)

焦度计打印标记的点迹直径不得大于0.5mm，测量点迹为半径，估计均匀分布，取包含因子。

可信度为90%，则。

3）游标卡尺测量引入的不确定度u(x3)

游标卡尺测量左右镜片光学中心标记间的水平距离过程中引入的不确定度，实验室精度为0.02的游标卡尺测量，估计均匀分布，取包含因子。

故

可信度为90%，则

5合成标准以及扩展不确定度计算

以上不确定度是相互独立的，按合成法则有

其中：u(x1)——表示样品重复测量产生的不确定度

u(x2)——表示焦度计打印标记的点迹直径引起的不确定度

u(x3)——表示游标卡尺测量引入的不确定度

扩展不确定度评定

取置信概率p=95%，按，查t分布表t95(50)=2.01。则

U95=0.146×2.01=0.29346≈0.3 (mm)

6 结语

综上所述，对配眼镜光学中心垂直互差测量过程中可能引起的不确定度分量进行了分析和评定，其中焦度计打印标记的点迹直径引起的不确定度对测量不确定度贡献较大。

参考文献：

[1]GB13511.1-2011《配装眼镜 第1部分单光和多焦点》

[2]GB10810.1-2005《眼镜镜片 第1部分单光和多焦点镜片》

[3]刘智敏，刘风合著.现代不确定度方法与应用[M].北京：中国计量出版社，1997.