自動焦度計頂焦度示值誤差分析及調校

摘 要：隨著我國各類新型計量器具、設備的研發和應用，對于眼鏡配裝質量的整體提高具有重要的意義。目前，國內進行眼鏡參數檢測主要應用自動焦度計，與傳統的手動調焦式焦度計相比，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、環境、標準等原因的影響和限制，頂焦度示值誤差的現象較為普遍，文章將對誤差現象進行分類并闡述初步的調校方法。

關鍵詞：自動焦度計；頂焦度示；值誤差

隨著科技的進步，眼鏡檢測技術有了長足的發展，但頂焦度示值誤差的現象較為普遍。現今一般使用自動數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，坐標傳感器和微機組成的測量模擬系統。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。

焦度計根據顯示方式分為連續顯示式與數字顯示式兩類。焦度計根據工作原理又分為基于調焦成像原理的焦度計與基于自動對焦原理的焦度計兩類；基于調焦成像原理的焦度計根據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望遠系統進行觀察；而投影式焦度計利用投影物鏡和投影屏進行觀察；目前市場上在用的焦度計主要有自動數顯類、手動（數顯、直讀）類兩類。

1 自動焦度計頂焦度示值誤差分析

1.1 環境不同引起的誤差

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定的桌面上，才能保持正常工作狀態。第三，不要將儀器安裝在陽光直射處，室內的燈光也不宜過亮。第四，不要再濕熱或者灰塵多的環境中使用本儀器，這樣的環境會對儀器的測量準確度造成不良影響。最后為了保證精確結果，對儀器應當進行按時的清潔，灰塵可能會導致儀器工作不正常，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。這些都是避免環境的因素對儀器的測量精度造成影響。

根據我們對在檢定過程中所得的檢定參數進行分析，外部條件的不適應是導致頂焦度示值誤差現象出現的客觀因素之一。在正常情況下，應用自動焦度計進行檢測時的溫度應（20±5）℃，相對濕度應控制在≤85RH%。

測量溫度引起的誤差；有人曾經做過這樣的實驗，先將標準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，通過數據比較發現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，因被測鏡片球差存在，另外鏡片厚度，前后面彎曲度的變化，在重復性。再現性條件下測量時，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，外界強光干擾以及測量光路中的灰塵的影響等

不穩定的輸入電壓會影響焦度計的使用，對測量光束的強度造成影響；在焦度計的使用過程中，若是外界光線強，那么測量會產生誤差，有些儀器在外界光線的干擾下甚至測量的信息為錯誤的，從而導致設備停止工作；在大量的使用中，焦度計容易堆積細小的灰塵，因而在反復測量中會出現誤差，一些微小的故障以及設置參數都會對儀器的光路造成影響，因此容易出現焦度示值出現誤差。

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行測量，根據相關規定原理，可以看出，原本平行度光線在通過鏡片后會發生一定的偏轉，經過光闌落于光電探測器，該設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后在光電探測器以及帶孔光闌上面的高度等數字作為計算參數。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，因而便會引發矢高誤差。

1.5 機器自身原因

在自動焦度計計算柱鏡符號的模式變換時，頂焦度測量會產生非線性變化的測量值，這種測量值產生誤差是必然的。

1.6 操作問題

對中不準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。因此科學的手段，有效的調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

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行測量，在測量中先不加入修正值，可以得到兩種不同的結果，且差值很大，因此應當引入修正值。

此外透鏡光學中心的軸位標記與焦度計光軸的偏差超出標準范圍任何一種焦度計在頻繁使用一段時間后，其透鏡度光學中心的軸位標記與焦度計光軸的偏差都會逐漸增大，甚至超出標準范圍，導致焦度計頂焦度示值發生變化，影響配制眼鏡的質量。出現這種現象的原因：一是因鏡片支座受到磨損，造成支座凸緣高度降低或傾斜，導致頂焦度示值發生變化；二是操作儀器不當或是儀器受過強烈的震動或撞擊，導致光學元件發生移位，透鏡光軸的元件受到損壞，從而造成同軸中心的不對稱。出現這一故障時應及時更換鏡片支座或受損元件，并且該儀器應重新檢定后再使用。

2 誤差的調校

當焦度計自動測量過程中出現誤差時，一般的調校方式便可以對其進行更正，若是調校后誤差仍舊較大，則需要檢修。

2.1 具體方法

若是灰塵出現在透光鏡上，那么焦度計在進行頂焦度的測量過程中便會產生誤差，這時，需要檢測人員移走鏡片支撐，使用專業的清洗工具對灰塵進行清理，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，需要檢測人員進行鏡片的選擇，需要注意的是，在型號以及規格上鏡片應當同支承座相匹配。

2.2 儀器精度的設置

設備模式一般采用0.01D，并且對棱鏡度進行模式設置，按照相關標準將其設置為極坐標模式。在檢測過程中，檢測人員對焦度計需要根據質檢總局所下發的設備檢定規程，將眼鏡片頂焦度的不確定度進行合理的設定，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校中需要根據自動焦度計類別的差異進行的必要工作，當全部數據均進行校準后，需要對檢測儀進行關機重啟，檢測人員需要對重啟后的設備進行驗證，進入測量控制菜單對其數據進行驗證是否滿足要求。若是誤差仍舊存在且數值較大，那么則應當重新進行校驗，并按照上述方式進行校準，直到測量誤差符合需要的數值為止。

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、環境、標準等原因的影響和限制，頂焦度示值誤差的現象較為普遍，因此，在自動焦度計出現頂焦度示值誤差現象時，一定要采取科學的調校方法，進而才能保證測量結果的精確度和準確性，對于眼鏡配裝質量的整體提高具有重要的意義。

參考文獻

[1]國家計量檢定規程JJG580-2005.焦度計.中國計量出版社.

[2]吳郁蕾，余峰.TL-6200型電腦焦度計示值誤差的調校方法；《科技資訊》2011年第21期.

[3]林藝群.淺析自動焦度計頂焦度示值誤差的調校方法；科技風；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量技術監督檢驗檢測中心，碩士學歷。主要從事檢驗檢定工作。