周淑珍

瞳距儀標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置建標(biāo)技術(shù)報告

周淑珍

瞳距儀屬國家法定計量器具，在眼鏡配制中起著十分重要的作用。介紹了瞳距儀計量標(biāo)準(zhǔn)的原理、技術(shù)指標(biāo)、考核、檢定等，以求瞳距儀檢定工作順利開展。

瞳距儀；計量標(biāo)準(zhǔn)；檢定

1 建立計量標(biāo)準(zhǔn)的目的

瞳距儀屬國家依法管理的計量器具，是專業(yè)眼鏡店、醫(yī)院眼科在驗光配鏡過程中驗光師準(zhǔn)確測量患者在不同視力狀態(tài)下的瞳距的專業(yè)儀器，可測量遠用、近用的雙眼、單眼瞳距。

瞳距儀在眼鏡配制中起著十分重要的作用，一旦失準(zhǔn)，配制的眼鏡就無法保證各項技術(shù)指標(biāo)的準(zhǔn)確性，不但起不到保護視力和矯正視力的作用，反而會出現(xiàn)視力下降、度數(shù)增高等相反作用，若長期配戴不合格的眼鏡，輕者會出現(xiàn)視物不清、變形，重者會出現(xiàn)頭暈、頭痛和嘔吐等現(xiàn)象，嚴(yán)重?fù)p害配戴者的身體健康。為了維護消費者的合法權(quán)益，保護人民群眾的身體健康，使人民群眾配戴上放心的眼鏡，朔州質(zhì)監(jiān)測試所特購置了中國計量科學(xué)研究院研制的瞳距儀標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置。該標(biāo)準(zhǔn)裝置符合《計量法》的要求，可溯源，具有設(shè)計原理先進、功能完善、長期穩(wěn)定性好、操作方便等優(yōu)點，可以檢定各類型號的瞳距儀。

2 計量標(biāo)準(zhǔn)的工作原理及其組成

瞳距儀是在驗光配鏡過程中，用于測量人眼兩瞳孔之間距離的一種測量儀器。

瞳距儀的測量原理是：由光源照亮的視標(biāo)經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)成像在患者眼前某一特定的工作距離處，當(dāng)患者注視視標(biāo)時，其左右眼的視軸相交于這一特定的工作距離處。此時光線在患者左右眼角膜表面上各形成一個反光點。驗光師通過目鏡可以同時看到讀數(shù)游絲和這兩個反光點，移動左右讀數(shù)游絲分別對準(zhǔn)患者左右眼的反光點后，即可在顯示屏上得到患者的瞳距。

瞳距儀檢定裝置是由一個具有兩維運動方向的可調(diào)工作臺以及3個標(biāo)稱瞳距值為55 mm、65 mm、75 mm的標(biāo)準(zhǔn)套筒組成，其中3個標(biāo)準(zhǔn)套筒的實際中心距值與理論中心距值的偏差應(yīng)控制在0.1 mm以內(nèi)。

瞳距儀檢定裝置帶有兩個OD的標(biāo)準(zhǔn)模擬眼，用以模擬產(chǎn)生工作狀態(tài)下，從患者瞳孔上觀察到的目標(biāo)像的反光點。

3 選用的計量標(biāo)準(zhǔn)器及主要配套設(shè)備

計量標(biāo)準(zhǔn)器名稱：瞳距儀標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置；

測量范圍：55 mm、65 mm、75 mm；

不確定度或準(zhǔn)確度等級或最大允許誤差：0.1 mm；

制造廠及出廠編號：中國計量科學(xué)研究院 No：200907；

檢定或校準(zhǔn)機構(gòu)：中國計量科學(xué)研究院；

檢定周期或復(fù)校間隔：1年。

4 計量標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)指標(biāo)

測量范圍：55 mm、65 mm、75 mm；專用模擬眼：兩個OD的標(biāo)準(zhǔn)模擬眼。

5 環(huán)境條件

溫度：（20±5）℃；

相對濕度：<85%RH。

6 計量標(biāo)準(zhǔn)的量值溯源和傳遞框圖

上級計量標(biāo)準(zhǔn) 本級計量標(biāo)準(zhǔn) 工作計量器具名 稱：瞳距儀測量范圍：5 5 m m、6 5 m m、7 5 m m不確定度：0.5 m m名 稱：投影儀測量范圍：（0～2 0 0）m m不確定度：U=2.5 μ m（k＝2）檢定方法：直接測量法名 稱：瞳距儀標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置測量范圍：5 5 m m、6 5 m m、7 5 m m不確定度：0.1 m m檢定方法：直接測量法

7 計量標(biāo)準(zhǔn)的測量重復(fù)性試驗

選取一臺PD-6型的瞳距儀對標(biāo)準(zhǔn)值為55 mm的標(biāo)準(zhǔn)套筒進行測量，瞳距儀的最小讀數(shù)間隔為0.5 mm。在相同條件下重復(fù)測量10次，測得數(shù)據(jù)如表1。

表1 （單位：mm）

實驗表明，該計量標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性小于合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度，符合JJF 1033-2001《計量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范》，所以該標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性符合建標(biāo)要求。

8 計量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性考核

選取一臺PD-6型的瞳距儀對標(biāo)準(zhǔn)值為55 mm的標(biāo)準(zhǔn)套筒進行測量，瞳距儀的最小讀數(shù)間隔為0.5 mm。在相同條件下進行4個周期的測量，每個周期測量10次，進行穩(wěn)定性試驗如表2。

表2 （單位：mm）

實驗表明，該計量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性小于擴展不確定度，所以該標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性符合建標(biāo)要求。

9 檢定或校準(zhǔn)結(jié)果測量不確定度評定

按照J(rèn)JG 952-2000《瞳距儀檢定規(guī)程》的規(guī)定，現(xiàn)對我單位采用瞳距儀標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置開展瞳距儀檢定時的測量不確定度進行評定。

瞳距儀標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置是由一個具有兩維運動方向的可調(diào)工作臺以及3個標(biāo)稱瞳距值為55 mm、65 mm、75 mm的標(biāo)準(zhǔn)套筒組成，按照檢定規(guī)程的規(guī)定，將兩個0D的標(biāo)準(zhǔn)模擬眼放人標(biāo)準(zhǔn)套筒中，調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)套筒與瞳距儀等高，再調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)套筒與工作臺擋片平行后，將瞳距儀緊貼在擋片上，與標(biāo)準(zhǔn)套筒保持平行，利用瞳距儀鼻架與標(biāo)準(zhǔn)套筒的錐形定位塊對中后，固定好瞳距儀，即可進行測量。（見表3）

表3 （單位：mm）

9.1 建立數(shù)學(xué)模型

依據(jù)檢定規(guī)程，用標(biāo)稱瞳距值為55 mm、65 mm、75 mm的標(biāo)準(zhǔn)套筒進行計量檢定，給出被檢瞳距儀在各檢定點的修正值。

首先建立被檢瞳距儀修正值C的數(shù)學(xué)模型：

式中：c——為被測瞳距儀示值誤差；

Φ——被測瞳距儀的平均值；

d——檢定裝置示值。

9.2 各分量標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定

9.2.1 輸入量d的不確定度評定（A類評定）

（1）測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項u1

在重復(fù)性條件下，用一臺PD-6型的瞳距儀對標(biāo)準(zhǔn)值為55 mm的標(biāo)準(zhǔn)套筒進行測量，其最小讀數(shù)間隔為0.5 mm。次，測量結(jié)果如表4:

表4 （單位：mm）

（2）被檢瞳距儀分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項u2

瞳距儀為數(shù)顯式測量儀器，最小讀數(shù)間隔為0.5 mm，即每按動測量鍵一次，讀數(shù)窗顯示值增加或減少0.5 mm，因此每個讀數(shù)值可能包含的誤差在±0.25 mm的范圍內(nèi)，服從均勻分布，由此引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項為：

9.2.2 輸入量Φ的不確定度評定（B類評定）

（1）標(biāo)準(zhǔn)套筒中心距引起的不確定度u3

（2）瞳距儀與標(biāo)準(zhǔn)套筒對中引起的不確定度u4

（3）瞳距儀與標(biāo)準(zhǔn)套筒平行性引起的不確定度u5

在瞳距儀標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置工作臺上有一擋片，當(dāng)瞳距儀與標(biāo)準(zhǔn)套筒均緊靠它時，兩者能保持很好的平行性，由此造成的中心距偏差可忽略不計，故u5=0。

（4）標(biāo)準(zhǔn)模擬眼引起的不確定度u6

瞳距儀標(biāo)準(zhǔn)裝置中兩個0D的標(biāo)準(zhǔn)模擬眼，僅用于模擬產(chǎn)生工作狀態(tài)下，從患者瞳孔上觀察到的目標(biāo)像的反光點，由此造成的影響可忽略不計，則u6=0。

表5 （單位：mm）

9.3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表（見表5）

9.4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

由于以上各分量互不相關(guān)，故合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

擴展標(biāo)準(zhǔn)不確定度U

取 k=2，則：

9.5 結(jié)論

按照J(rèn)JG 952-2000的規(guī)定，瞳距儀的示值誤差不得超過0.5 mm，該測量不確定度滿足要求。

10 檢定和校準(zhǔn)結(jié)果的驗證

本計量標(biāo)準(zhǔn)檢定或結(jié)果的驗證，是采用比對法。2009年3月山西省所對朔州市某眼鏡店一臺PD-6型瞳距儀標(biāo)準(zhǔn)值為55 mm的標(biāo)準(zhǔn)套筒進行測量后，出具的的檢定證書數(shù)據(jù)為55.00 mm，我所測得數(shù)據(jù)為55.50 mm，滿足：

符合JJF 1033-2008《計量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范》中測量結(jié)果不確定度驗證中兩臺（套）比對法的有關(guān)要求，因此計量標(biāo)準(zhǔn)總不確定度得到驗證。

11 結(jié)論

該標(biāo)準(zhǔn)裝置所測數(shù)據(jù)，符合JJG 952-2000《瞳距儀檢定規(guī)程》的要求，達到計量標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置要求，可開展瞳距儀的檢定工作。

[1]JJG 952-2000瞳距儀檢定規(guī)程[S].中國計量出版社.

[2]JJF 1033-2008計量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范[S].中國計量出版社.

[3]黃健.瞳距儀檢定結(jié)果的測量不確定度分析與評定 [J].中國計量.2005（12）.

TB9

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2010－02－24

周淑珍，女，現(xiàn)就職于朔州市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗測試所.