一、生物顯微鏡校準內容(róng)
JJF1402-2013《生物顯微鏡校準規(guī)範》,引用的是GB/T2985-2008《生物顯微鏡》,除了(le)增加示值誤差一項,其他項目及技(jì)術要求均引(yǐn)用自該標準。
在鏡(jìng)檢時,操作者需要的是清晰而明亮的圖像,這與顯微鏡的各項光學技(jì)術參數(shù)相關,並且要(yào)求在使用時,必須根據鏡檢的目的和(hé)實際情況來協調各參數的關係。隻有(yǒu)這樣,才能充分發揮顯微鏡應有的(de)性能,得到滿意的鏡檢效果。
顯微鏡的光學技術參(cān)數包括:數值孔徑、分辨力、放大倍數、焦深(shēn)、清晰範圍(wéi)、工作距(jù)離等。這些參數並不都是越高越好,它們之間是相互聯係又相互製約的。在使用時,應根據鏡檢的目的和實際情(qíng)況來(lái)協調參數間的(de)關係,但(dàn)應以保證(zhèng)分辨力(lì)為準。放大倍數、左右係統倍(bèi)數差、視場中心差雖然也會影響觀察,但是要(yào)求不高(gāo),關鍵是能看清圖像。隻做觀察用的顯微鏡並沒有(yǒu)尺寸測量功能,示值(zhí)誤差的校準不適用於這類顯微(wēi)鏡。
在GB/T2985-2008中,是通過成像清晰(xī)範圍(wéi)進行性能(néng)檢查(chá)的,不同的物鏡倍數不但要求達到相應分辨力水平,還要求保證在一(yī)定視場範圍內都能達到。JJF1402-2013沒有包含分辨(biàn)力這一測量項目是不科學的。
二、校準用標準器
JJF1402-2013中,校準顯微鏡放大倍數誤差(chà)和顯微鏡左右(yòu)兩係統放大倍數差所提到的"倍率(lǜ)計",容易產(chǎn)生誤解。倍率計是用來測量(liàng)望遠鏡放大率的,有相應的標準GJB/J3360-1998《倍率計檢定規程(chéng)》,其結(jié)構(gòu)本身是一種低倍顯微鏡,不能用來測量(liàng)顯微鏡的放(fàng)大率。測量顯微鏡總放大率隻能使用測量(liàng)望遠鏡,也叫顯微鏡總放大率測定儀。
三、校準方法
1.顯微鏡物鏡放(fàng)大倍數誤差
根據JJF1402-2013之(zhī)6.2.1.2,對於目鏡不可拆卸的(de)顯(xiǎn)微鏡(jìng),其物鏡放大倍數通過測量計算總放大倍數後,除以目鏡放大倍數實測值得到。目鏡放大(dà)倍數如何測得(dé)未作任何描述。根據GB/T2985-2008,目鏡需要拆卸下來(lái),使(shǐ)用焦距儀按公式計算得到。
在不拆卸目鏡的情況下,可以將已知放大倍數的(de)標(biāo)準物鏡安裝在被測(cè)顯微鏡鏡架上(shàng),與(yǔ)待測目鏡組成完(wán)整的光路係(xì)統,通(tōng)過JJF1402-2013之6.2.1.2的方法計算總放大倍數,除以標(biāo)準(zhǔn)物鏡的放(fàng)大倍數得出待測目鏡的放大倍(bèi)數。得(dé)到目鏡放大倍數後,再使用待測物鏡與目鏡重新組成光路係統,測出總放(fàng)大倍數,除以目鏡放大(dà)倍數實測值,從而得出待測物鏡放大倍數。
2.雙目顯微鏡左右兩(liǎng)係統放大倍數差
該(gāi)校準項目測量方法描(miáo)述有兩處錯誤:
(1)方(fāng)法中計算的是差值的絕(jué)對(duì)值,而計量(liàng)特性要(yào)求裏允差卻是相對值的2%。如果以絕(jué)對誤差(chà)來計算差值,方法中卻未描述是使用多少倍物鏡測量。而采用相對誤(wù)差時,雖然物鏡倍數不影響結果,但從(cóng)嚴謹的角度,還是需要完整描述所使用物鏡的倍數。
(2)方法中提到"按6.2.1.2的步(bù)驟,對左右兩個觀察係統的放大倍數分別(bié)進行測量,依(yī)據公式(1)計算(suàn)得(dé)到兩觀察係統放大倍數"(此處引用公(gōng)式為(wéi)JJF1402-2013中的公(gōng)式)。步驟6.2.1.2,即使用總放大率測定儀的方式(shì)計算放大倍數,間距像的長度是測定儀上測(cè)到的,實際的倍率計算見公式(1)。
式(shì)中:MT--顯微鏡總放大率;Y0--測定儀上(shàng)物鏡測微(wēi)尺、分劃刻線重合的長度,mmYe-測微尺上所用間距,mm;K--測定儀的常數。
由式(1)可知,實際放大倍數的(de)計算並不是由JJF1402-2013中的式(shì)(1)計算得到的(de)。
四、物鏡放大(dà)倍數誤差測量結果的不確定度評定
附錄B顯微鏡物鏡放大倍數誤差測量結(jié)果不確定度評定(dìng)也有兩處錯誤。
1.B.2是無法由B.1轉換得到的,不能這樣(yàng)處理(lǐ)。
根據物鏡放大倍數誤差計算公式
式中:Δβ--物(wù)鏡放大倍數(shù)誤差;Li--標準玻璃線紋尺所用間距的像在目鏡分劃尺上的實際長度,mm;L0--標準玻璃(lí)線紋尺所用間距(jù)的像在目鏡分劃(huá)尺(chǐ)上的標稱長度,mm。
分別對式(2)中(zhōng)的Li和L0求偏導(dǎo),求得靈(líng)敏係(xì)數
由於在正常情況下Li與L0數值很接近,可將(jiāng)Li≈L0,式(3)可簡化為
故不(bú)確(què)定度的大小跟測量所(suǒ)用的間距關係很大,同(tóng)等物鏡倍(bèi)數情況下,選用間距越大,不確定度越小。
2.對於B.5.2.1標準玻璃線紋尺不(bú)準引入的標準不(bú)確定度,計算時隻考慮到線紋尺本身(shēn)的誤差,但實際測量時,線紋尺像是經過物鏡放大後再與目鏡分劃(huá)尺(chǐ)比較讀數的,其影響量應該乘以係數K′(K′為物鏡放大倍數)。
此外,附錄B測量不(bú)確定度評定的測量模型適用於目鏡可拆卸的顯微鏡。對於無法拆卸目鏡,需使用放大(dà)率測定儀的顯微鏡,其放大倍數誤差測量結果不確定度還需另(lìng)外評定,這是容易忽略的。
鏈接:
真空幹燥箱(xiāng)的校準方(fāng)法(fǎ)分析及常見問題解析
本文刊發於《中國計量》雜誌2018年第9期
作(zuò)者:廣州計量檢測技術研究院 楊昭信
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