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驗(yàn)光儀計(jì)量檢定方法和注意事項(xiàng)

2022-09-08 來(lái)源:市說(shuō)新語(yǔ)

一、參數(shù)設(shè)置問(wèn)題

  正確設(shè)置驗(yàn)光儀的各項(xiàng)參數(shù),是保證檢定結(jié)果準(zhǔn)確的重要前提。JJG892-2011《驗(yàn)光儀檢定規(guī)程》之7.3.1條款規(guī)定:檢定前,須對(duì)驗(yàn)光儀的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行正確設(shè)置。其中一項(xiàng)是將頂焦度示值、軸位示值設(shè)置在最小分辨力擋。

  大多數(shù)驗(yàn)光儀的菜單鍵中只有頂焦度步長(zhǎng)的設(shè)置,通常為0.01m-1、0.12m-1和0.25m-1三個(gè)選項(xiàng)或其中兩個(gè)選項(xiàng),檢定前應(yīng)按規(guī)程要求將步長(zhǎng)設(shè)置在最小間隔,為0.01m-1或0.12m-1。

  對(duì)于菜單鍵中沒有軸位步長(zhǎng)設(shè)置選項(xiàng)的驗(yàn)光儀,通常默認(rèn)為1°;而對(duì)于有軸位步長(zhǎng)設(shè)置選項(xiàng)的驗(yàn)光儀,通常會(huì)有1°和5°兩個(gè)選項(xiàng)。這里特別需要指出的是:檢定人員絕不可忽視軸位步長(zhǎng)的設(shè)置。設(shè)定不同的軸位步長(zhǎng),導(dǎo)致柱鏡軸位的測(cè)量結(jié)果也會(huì)出現(xiàn)很大的偏差。這里以一臺(tái)日本TOPCON公司生產(chǎn)的KR-800型驗(yàn)光儀為例,分別將軸位步長(zhǎng)設(shè)置為1°和5°進(jìn)行比較試驗(yàn),得到柱鏡軸位的測(cè)量結(jié)果如表1所示。

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表1  不同軸位步長(zhǎng)設(shè)定下的測(cè)量結(jié)果

  由表1可看出,當(dāng)實(shí)際軸位為90°時(shí),如果將步長(zhǎng)設(shè)置為1°,示值誤差為-6°,其值超出了JJG892-2011之5.4條款規(guī)定的客觀式驗(yàn)光儀柱鏡軸位示值的最大允許誤差為±5°的范圍,應(yīng)判定為不合格;如果將步長(zhǎng)設(shè)置為5°,則示值誤差為-5°,其值在規(guī)程規(guī)定的最大允許誤差范圍之內(nèi),檢定結(jié)果為合格。數(shù)據(jù)表明,在其他設(shè)定條件均相同的情況下,設(shè)置不同的軸位步長(zhǎng),對(duì)柱鏡軸位檢定結(jié)果會(huì)有較大的影響。希望本文的比較試驗(yàn)?zāi)軌蛞饳z定人員的重視,檢定前一定要嚴(yán)格按照規(guī)程的要求將軸位示值設(shè)置在最小分辨力擋,避免因參數(shù)設(shè)置不當(dāng)而導(dǎo)致對(duì)驗(yàn)光儀檢定結(jié)果的誤判,從而確保量值及檢定結(jié)果的準(zhǔn)確、可靠。

  對(duì)帶有散光的消費(fèi)者來(lái)說(shuō),眼鏡的軸位是一項(xiàng)十分重要而且敏感的指標(biāo)。筆者建議完成檢定后,還應(yīng)向用戶單位或驗(yàn)光師進(jìn)行告知和善意提醒,使其了解驗(yàn)光儀在不同的軸位示值步長(zhǎng)設(shè)置下所存在的差異,引導(dǎo)用戶選擇高分辨力的軸位步長(zhǎng)設(shè)置,以提高驗(yàn)光的準(zhǔn)確性。

    

二、關(guān)于球鏡度測(cè)量范圍的說(shuō)明

  通用技術(shù)要求作為檢定驗(yàn)光儀的綜合性要求,對(duì)判定驗(yàn)光儀的合格與否意義重大,其中一項(xiàng)為測(cè)量范圍的檢查。JJG892-2011之6.2條款明確規(guī)定:驗(yàn)光儀球鏡度的測(cè)量范圍至少應(yīng)為-15m-1~+15m-1,……且驗(yàn)光儀的實(shí)際測(cè)量范圍應(yīng)與說(shuō)明書明示的測(cè)量范圍一致。市場(chǎng)上不乏廠商虛設(shè)測(cè)量范圍的現(xiàn)象,造成儀器說(shuō)明書、設(shè)備銘牌與實(shí)際測(cè)量范圍不一致。因此在檢定時(shí),應(yīng)首先查看其實(shí)際測(cè)量范圍是否與說(shuō)明書明示的測(cè)量范圍一致。

  一般可以先檢定±20m-1這兩個(gè)測(cè)量點(diǎn),若顯示屏上給出“ERROR”提示信息,則被檢儀器在該測(cè)量點(diǎn)上不能給出測(cè)量值,超出了其測(cè)量范圍。此時(shí)再核對(duì)儀器說(shuō)明書中給出的測(cè)量范圍是否正確,若存在偏差,則判定該驗(yàn)光儀不合格,同時(shí)要求廠商按實(shí)際測(cè)量范圍更改說(shuō)明書。檢定工作中發(fā)現(xiàn),要求客戶送檢時(shí)攜帶說(shuō)明書存在一定的難度,尤其一些小眼鏡店使用老舊過(guò)時(shí)的驗(yàn)光儀,無(wú)法提供說(shuō)明書。因此,建議廠商在設(shè)備銘牌中詳細(xì)標(biāo)注屈光度測(cè)量范圍等信息,以便于檢定人員核對(duì)其明示的測(cè)量范圍是否與實(shí)際情況相一致。市場(chǎng)上可能存在的另一種極端情況是:驗(yàn)光儀的實(shí)際測(cè)量范圍只有-15m-1~+15m-1,但廠商銷售時(shí)卻宣稱為-20m-1~+20m-1。用±20m-1的模擬眼進(jìn)行檢定可以得到顯示值,但在大于-15m-1~+15m-1以及小于-20m-1~+20m-1的范圍內(nèi),或在大于-16m-1~+16m-1以及小于-19m-1~+19m-1的范圍內(nèi)根本沒有測(cè)量能力。對(duì)于這種利用電子方法進(jìn)行虛假銷售并應(yīng)對(duì)計(jì)量檢定的亂象,也應(yīng)有所警惕。

  還需要注意的是,JJG892-2011之7.3.5條款規(guī)定對(duì)客觀式驗(yàn)光儀進(jìn)行球鏡度重復(fù)性檢定時(shí),應(yīng)使用±20m-1的客觀式模擬眼,如果被檢驗(yàn)光儀的明示測(cè)量范圍小于-20m-1~+20m-1,應(yīng)選用與其最大測(cè)量范圍接近的客觀式模擬眼。因此,對(duì)于測(cè)量范圍小于±20m-1的驗(yàn)光儀進(jìn)行球鏡度重復(fù)性檢定時(shí),應(yīng)選用±15m-1的客觀式模擬眼。

    

三、關(guān)于頂焦度示值誤差的檢定

  1.減少人員在調(diào)焦定位時(shí)的主觀誤差

  JJG892-2011之7.3.3.1條款規(guī)定:在對(duì)客觀式驗(yàn)光儀零位示值誤差進(jìn)行檢定時(shí),通過(guò)搖動(dòng)機(jī)身操作柄,使驗(yàn)光儀前后左右移動(dòng)調(diào)焦,同時(shí)調(diào)整模擬眼支架的位置,使模擬眼的反射光斑按照儀器說(shuō)明書的要求對(duì)焦成像在顯示屏的中心。近年來(lái),隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,不同品牌不同型號(hào)驗(yàn)光儀的反射光斑的成像形狀也出現(xiàn)了客觀上的差異。在實(shí)際檢定中,對(duì)模擬眼反射光斑的對(duì)焦成像定位將直接影響驗(yàn)光儀球鏡度示值誤差的判定。本文總結(jié)歸納了目前市場(chǎng)上常見的6種成像形狀:

  (1)大多數(shù)驗(yàn)光儀的反射光斑仍是在顯示屏中央成像為一圓點(diǎn),如:國(guó)產(chǎn)新緣公司的FA-6500型,上海雄博公司的RMK-150型,日本TOPCON公司的RM系列(RM-800、RM-8900)等。

  (2)成像形狀為中心圓點(diǎn)且兩旁還各有一個(gè)小圓點(diǎn),如日本TOPCON公司的KR系列(KR-800、KR-8100)等。

  (3)成像為中心圓環(huán)內(nèi)有兩個(gè)小圓點(diǎn),如韓國(guó)CHAROPS公司的CRK-8800型。

  (4)成像為圓環(huán)狀,如日本NIDEK公司的AR系列(AR-1、ARK-510A、ARK-530A)等。

  (5)成像為圓環(huán)分布的4個(gè)小方塊,如Kowa公司的KW-1500型。

  (6)成像形狀為圓環(huán)分布的小圓點(diǎn),如天樂(lè)公司的RM-9200型等。

  無(wú)論是上述哪種圖形,其成像都應(yīng)該清晰均勻地顯示在屏幕中心。

  因此,檢定人員不僅需要有較全面的專業(yè)知識(shí),還要熟練掌握被檢驗(yàn)光儀對(duì)眼底反射光斑的定位和聚焦方式,通過(guò)正確的定位和調(diào)焦,努力得到較為理想的調(diào)焦成像,以獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),盡量減小由于自身“主觀調(diào)焦”帶來(lái)的人為測(cè)量誤差。

  2.標(biāo)準(zhǔn)器放置問(wèn)題

  由于驗(yàn)光儀下頜托架負(fù)重較大,長(zhǎng)期使用極易造成傾斜。對(duì)驗(yàn)光儀進(jìn)行檢定時(shí),將標(biāo)準(zhǔn)模擬眼支架和柱鏡標(biāo)準(zhǔn)器置于驗(yàn)光儀下頜托架上方后,必須對(duì)標(biāo)準(zhǔn)模擬眼支架和柱鏡標(biāo)準(zhǔn)器支架進(jìn)行上、下、左、右、前、后等不同方向的調(diào)整,必要時(shí),還可添加墊片來(lái)調(diào)整水平,直至將模擬眼支架調(diào)整到水平位置。同時(shí),建議使用直徑和標(biāo)準(zhǔn)模擬眼支架或柱鏡標(biāo)準(zhǔn)器底孔接近且?guī)菽傅穆菟ǎ瑢?duì)標(biāo)準(zhǔn)模擬眼支架或柱鏡標(biāo)準(zhǔn)器支架進(jìn)行固定,以防止標(biāo)準(zhǔn)器跌落損壞,并確保調(diào)焦點(diǎn)的輪廓清晰。如果模擬眼支架放置偏斜或模擬眼的光軸與驗(yàn)光儀光軸不重合,都會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)較大的測(cè)量誤差。

  以一臺(tái)NIDEK公司AR-1型驗(yàn)光儀為例,分別將標(biāo)準(zhǔn)模擬眼支架以水平、偏斜3°、偏斜5°放置于下頜托架,依次裝入標(biāo)準(zhǔn)值為+0.01m-1、+2.53m-1、+4.98m-1、+9.98m-1、+14.98m-1、+19.99m-1的標(biāo)準(zhǔn)模擬眼,調(diào)焦并使反射光斑成像于顯示屏。當(dāng)水平放置時(shí),反射光斑成像于顯示屏的中心;偏斜3°放置時(shí),反射光斑的成像偏離中心位置約2mm;偏斜5°放置時(shí),反射光斑的成像偏離中心位置約5mm。標(biāo)準(zhǔn)器支架被放置在不同位置時(shí)得到的球鏡頂焦度測(cè)量結(jié)果如表2所示。

表2  NIDEK AR-1型驗(yàn)光儀的球鏡頂焦度測(cè)量結(jié)果

  根據(jù)JJG892-2011之5.2條款的規(guī)定:-10m-1~+10m-1時(shí)最大允許誤差為±0.25m-1,小于-10m-1或大于+10m-1時(shí)的最大允許誤差為±0.50m-1。通過(guò)表2可看出,當(dāng)模擬眼支架水平放置時(shí),示值誤差是合格的;當(dāng)偏斜3°放置時(shí),示值誤差變化較大并且超差;當(dāng)偏斜5°放置時(shí),示值誤差嚴(yán)重超差。由此可知,模擬眼標(biāo)準(zhǔn)器支架是否正確放置對(duì)屈光度示值的影響很大。檢定人員在開展驗(yàn)光儀檢定時(shí),應(yīng)注意正確調(diào)整模擬眼支架的位置,使模擬眼的反射光斑對(duì)焦成像在顯示屏的中心,并使模擬眼的定位面準(zhǔn)確地位于驗(yàn)光儀預(yù)定的基點(diǎn)上,與驗(yàn)光儀光軸保持一致。

  3.數(shù)據(jù)處理問(wèn)題

  JJG892-2011之7.3.4條款規(guī)定:每個(gè)模擬眼至少測(cè)量3次,分別取其平均值作為該模擬眼的實(shí)測(cè)值。需要注意的是,對(duì)同一個(gè)標(biāo)稱值的客觀式模擬眼,如果3次測(cè)量值之間的發(fā)散太大,就應(yīng)該增加檢測(cè)次數(shù),去除異常值后再取平均值作為模擬眼的實(shí)測(cè)值。舉例說(shuō)明如下:

  測(cè)量標(biāo)稱值為+15.00m-1、標(biāo)準(zhǔn)值為+15.02m-1的客觀式模擬眼,得到3個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)分別為+15.09m-1、+14.75m-1、+15.12m-1,計(jì)算得到該平均值為+14.99m-1,該驗(yàn)光儀的示值誤差僅為-0.03m-1。通過(guò)觀察3次讀數(shù),可以發(fā)現(xiàn)讀數(shù)2和讀數(shù)3的發(fā)散已達(dá)到0.37m-1,此時(shí)應(yīng)增加檢測(cè)次數(shù),獲取更多的數(shù)據(jù),去除不合理的異常讀數(shù)后再取平均值。在增加測(cè)量次數(shù)后,得到15.09m-1、14.75m-1、15.12m-1、15.06m-1、15.10m-1。根據(jù)格拉布斯準(zhǔn)則,可以判定14.75m-1為異常值,去除14.75m-1后,再取平均值為15.09m-1,則該驗(yàn)光儀的實(shí)際示值誤差應(yīng)該為+0.07m-1。

    

四、關(guān)于瞳距示值誤差的檢定及調(diào)整

  筆者曾檢定過(guò)一臺(tái)太原某科技中心生產(chǎn)的型號(hào)為FA-6000A的全自動(dòng)電腦驗(yàn)光儀,在進(jìn)行瞳距示值誤差的檢定時(shí),發(fā)現(xiàn)PD(55)=55mm, PD(65)=65mm,而PD(75)=0mm,多次測(cè)量后PD(75)均為0mm。增加右眼測(cè)量次數(shù),左眼次數(shù)保持不變,測(cè)量結(jié)果仍為0mm。再檢查限制螺釘是松開狀態(tài),進(jìn)入菜單鍵檢查參數(shù)設(shè)置無(wú)誤,重啟設(shè)備后,PD(75)依然顯示為0mm。由于絕大部分驗(yàn)光儀通常都是左右眼交替驗(yàn)光,初步判斷該儀器出現(xiàn)了左右眼不能正確轉(zhuǎn)換的故障。解決這種故障的方法是打開底座上方瞳距測(cè)量的傳感器面板,拿掉左右兩側(cè)的固定螺絲,將機(jī)頭向上抬起,找到下方樁柱,并插入對(duì)應(yīng)底槽后,再放下機(jī)頭,左右眼便可以正常轉(zhuǎn)換了。此時(shí)測(cè)量得到PD(75)=75mm。具體操作步驟如圖1所示。

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圖1  解決左右眼轉(zhuǎn)換故障操作步驟示意圖

  值得注意的是:某些型號(hào)的驗(yàn)光儀,瞳距測(cè)量數(shù)據(jù)并不在顯示屏中顯示,此時(shí)需按打印鍵從打印紙上獲取數(shù)據(jù),例如TOPCON公司生產(chǎn)的非觸摸屏驗(yàn)光儀,KR-8100型和RM-8900型等。

本文刊發(fā)于《中國(guó)計(jì)量》雜志2021年第3期

作者:北京市朝陽(yáng)區(qū)計(jì)量檢測(cè)所 梁慶姣
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