对JJF 1996-2022《瞳距仪检定装置校准规范》的内容探讨

摘要：文中通过对JJF 1996-2022《瞳距仪检定装置校准规范》的简要介绍，讨论了使用投影仪和影像测量仪测量瞳距仪检定装置计量参数的各自优缺点，分析了标准套筒左右不对称性偏差和标准套筒左、右瞳距值之间的偏差计量术语的区别，建议增加“中心距测量结果一致性”计量特性。

关键词：瞳距仪检定装置；左、右瞳距值之间的偏差；中心距测量结果一致性

An Analysis of JJF 1996 -2022

"Calibration Specification for Pupilometer Distance Meter Verification Devices"

YANG Lingwen

（ Putian Institute of Metrology， Putian 351100， Fujian， China ）

Abstract：  Through the brief introduction of JJF1996-2022“Calibration specification of pupilometer verification device”， the merits and limitations of using projectors and image measuring instrument to measure the measurement parameters of pupilometer verification device are discussed. Specifically， this paper analyzes the difference between the measurement terms of the left-right asymmetry deviation and the left-right pupil distance of the standard sleeve. Based on this analysis， the paper recommends the inclusion of a new measurement characteristic： "the consistency of center distance measurement results." This addition aims to enhance the accuracy and reliability of pupilometer distance meter verification.

Key Words： Pupilometer distance meter verification devices; Left-right pupil distance deviation; Consistency of center distance measurements

0 引言

瞳距仪检定装置是用来检定瞳距仪的专用计量器具，可对瞳距仪的瞳距示值误差、不对称性误差等计量参数进行检定。瞳距仪检定装置（如图1所示）由一个具有两维运动方向的可调工作台、三个标称瞳距值分别为55mm、65mm和75mm的标准套筒及两只0m-1的专用模拟眼组成。

JJF 1996-2022《瞳距仪检定装置校准规范》于2022年12月7日发布，2023年6月7日实施，规范推荐使用投影仪作为测量标准器，确定了瞳距仪检定装置标准套筒中心距和标准套筒左右不对称性两项计量特性。

1-工作台；2-标准套筒；3-锥形定位块；4-瞳距仪放置台；5-瞳距仪支撑杆；6-专用模拟眼。

1  投影仪和影像测量仪区别

瞳距仪检定装置的标准套筒中心距测量原理是分别确定两个标准套筒的孔圆心坐标，两个圆心点的距离即为标准套筒的中心距。

规范测量方法为将标准套筒平放在投影仪工作台上，调节工作台的高度，直到标准套筒在投影屏上清晰成像。再手动调整标准套筒位置，当左、右孔的上、下缘分别与投影仪的水平轴重合时，可认为标准套筒的水平中心线与投影仪的水平轴平行。然后依次测量中心线上每个孔的左孔孔壁水平坐标和右孔孔壁水平坐标，两者和的1/2即为该孔的圆心点坐标。

若使用影像测量仪，同样先调整影像测量仪直到标准套筒在影像测量仪屏上清晰成像，后手动微调标准套筒使其在影像测量仪中的图像相对平行，建立直角坐标系，通过选取孔边缘三点画圆从而确定标准套筒的圆心点。

使用投影仪和影像测量仪的区别有：

1）投影仪是人眼根据图像手动调整的平行，水平中心线上的孔壁水平坐标也是人为选取，若手动调整的图像不平行，选取的孔壁不在水平中心线上，测量误差较大；而影像测量仪是通过建立直角坐标系消除了位置水平问题，再通过画圆确定圆中心点，大大减小了人为误差。

2）投影仪一般只用于测量工件的平面外形轮廓几何参数，而影像测量仪还可以测量工件的盲孔、沟槽等细节处的尺寸，测量对象标准套筒为立体图形，选择影像测量仪更为合适。虽然影像测量仪较为昂贵，但建议在条件允许的情况下，为提高测量准确性，优先使用影像测量仪。

2左右不对称性

不对称性误差是JJG 952-2014《瞳距仪检定规程》规定的一项检定项目，作为评价瞳距仪计量性能的一项计量特性，但不是瞳距仪检定装置的计量特性。瞳距仪检定规程的7.1.1条款和附录C中规定检定瞳距仪的标准设备为瞳距仪检定装置，要求瞳距仪检定装置的标准套筒左、右瞳距值之间的偏差应控制在±0.1mm以内。因此笔者建议将校准项目名称标准套筒左右不对称性偏差改为标准套筒左、右瞳距值之间的偏差。

3中心距测量结果一致性

3.1 必要性

开展瞳距仪检定工作时，需将两只专用模拟眼贴合装入标准套筒中，再将瞳距仪用压块和可调支撑杆平放于载物台上进行测量，当瞳距仪标线和专用模拟眼中心位置重合时可开始读数。从溯源的角度考虑，若是仅仅测量溯源标准套筒的量值准确性并不能保证装上专用模拟眼后的标准套筒仍然量值准确。为保证量值溯源的有效性和一致性，笔者认为有必要增加中心距测量结果一致性计量特性，以便更为全面地评价瞳距仪检定装置的计量性能。

3.2 校准方法

通过长期反复的测量试验，发现虽然专用模拟眼紧密贴合装入标准套筒，但两者之间仍有微小间隙，因此当装入的位置不同时，测量的中心距也是不同的。经反复试验论证，笔者认为瞳距仪检定装置中心距测量结果一致性的校准方法为：在测量标准套筒中心距的校准条件下，将两只专用模拟眼依次装入标称值为55mm、65mm和75mm的三个标准套筒中，分别测量两只专用模拟眼大致0°/360°、90°、180°和270°四个位置的中心距，每个位置测量一次，测得最大值与最小值之差即为中心距测量结果一致性，按公式（1）计算：

（1）

式中：表示中心距测量结果的一致性，mm；表示测量四个位置中心距的最大值；表示测量四个位置中心距的最小值。

3.3 试验数据

选择中国计量科学研究院研制的三台较为常规的瞳距仪检定装置作为被测对象，用上述校准方法对其中心距测量结果的一致性进行校准。主要校准测量数据如表1～表4所示。

3.3.1 试验时间、环境条件、地点及试验人员

试验时间：2021年10月21日；2022年1月20日；2022年5月9日；2022年8月16日。

温度，相对湿度：20.2 ℃，65%；20.3 ℃，63%；20.1 ℃，64%；20.2 ℃，63%。

试验地点：莆田市计量所恒温恒湿实验室310。

试验人员：杨凌文、黄海旭。

3.3.2试验用样品及计量标准设备

样品：瞳距仪检定装置；型号：NIMPD；编号201720、201713和201306；

计量标准设备：光学影像测量仪（型号规格：VMU432；

编号：VMU4321151；

测量范围：400×300/mm；

最大允许误差：± （1.9+/300）μm。

JJG 952-2014《瞳距仪检定规程》规定瞳距仪瞳距示值最大允许为±0.5mm，但通过分析表1数据处理结果可得出，仅编号201713的瞳距仪检定装置中心距测量结果一致性小于0.1mm，其他两台中心距测量结果一致性均大于0.1mm，小于0.2mm，为使被校仪器设备既符合规范的要求，又能保证量值溯源的有效性，经综合分析考虑建议：中心距测量结果的一致性应不大于0.2mm。

4结语

文中比较了分别使用投影仪和影像测量仪校准瞳距仪检定装置计量特性的区别，分析了左右不对称性偏差和左、右瞳距值之间的偏差计量术语的不同，通过试验数据探讨了增加“中心距测量结果一致性”计量特性的必要性。

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