JJF 863-2005 V棱镜折射仪.pdf.pdf

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1、t f t f 看 中华人民共和国国家计量检定规程 J J G 8 6 3 -2 0 0 5 V棱镜折射仪 V一 p r i s m R e f r a c t o m e t e r 2 0 0 5 一 0 3 一 0 3发布2 0 0 5 一 0 9 一0 3实施 国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局发布 工 . G 8 6 3 - 2 0 0 5 V棱镜折射仪检定规程 V e r i fi c a t i o n R e g u l a t i o n o f V一p r i s m Re f r a c t o me t e r 尹0 . 0. 钾。. 0 . 0.0. 扮扮

2、钾扮、 乙4 6 J J G 8 6 3 -2 0 0 5 b 代 替 J J G 8 6 3 - 1 9 9 4 4 弓夕 、。 。 _一_ 一 _ 一_ 一 _ 一 。 _ 一 _ 一 _ 一_ 一 。 沪 本规程经国家质量监督检验检疫总局于 2 0 0 5 年 3 月 3日 批准， 并 自 2 0 0 5 年9 月 3 日 起施行。 归口单位:全国光学计量技术委员会 起草单位:中国计量科学研究院 本规程委托全国光学计量技术委员会负责解释 J J G 8 6 3 - 2 0 0 5 本规程起草人 : 刘文丽( 中国计量科学研究院) 杨磊( 中国 计量科学研究院) 马振亚( 中国计量科学研究

3、院) J J G 8 6 3 -2 0 0 5 目录 1 范围 ( 1 ) 2 概述 ( 1 ) 3 计量性能要求 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 3 ) 3 . 1 测微读数系统的行差 ( 3) 3 . 2 测微读数系统的 空程 ( 3 ) 3 . 3 校正块的9 0 。 角误差 ( 3) 3

4、 . 4 V棱镜两通光端面的平行差和 V形槽 9 0 。 角误差 ( 3) 3 .5 折 射 率测 量 误 差 ( 3 ) 3 . 6 折射率测量重复性 ( 3) 4 通用技术要求 ( 3 ) 4 . 1 外观 ( 3) 4 . 2 仪器附件 ( 3 ) 4 . 3 光学系统成像质量 ( 3) 4 . 4 视差 。 ( 4 ) 4 . 5 平行差 。 ( 4) 5 计量器具控制 。 ( 4 ) 5 . 1 检定条件 ( 4 ) 5 . 2 检定项目 ， ( 4 ) 5 . 3 检定方法 ， 、 、 、 ， 一( 4 ) 5 . 4 检定结果的处理 ( 8 ) 5 . 5 检定周期 ( 8 )

5、附录 A 常用折射液的折射率及配制方法 ( 9) 附录 B 测微读数系统行差检定记录和计算实例 ( i o ) 附录 c 测微读数系统的空程检定记录和计算实例 ( i t ) 附录D V棱 镜折射仪检定记录格式 。 ( i z ) 附录 E V棱镜折射仪检定证书、检定结果通知书内页格式 。 。 ( 1 7 ) 附录 F 检定结果的测量不确定度评定实例 。 。 ( 1 8 ) J J G 5 6 3 - 2 0 0 5 V棱镜折射仪检定规程 范围 本规程适用于 V棱镜折射仪的首次检定、后续检定和使用中检验。V棱镜折射仪的 定型鉴定 、样 机试验 中对有 关计量性能 的要求 可参 照本规程执行 。

6、 2概述 V棱镜折射仪 ( 以下简称折射仪)是利用立式精密测角仪采用 V棱镜法测量折射率 的一种仪器。 V棱镜法测量折射率的测量原理见图 t o B n n o c B n n 。 时， B 为正值;当n 4 0 m m . 5 . 1 . 2 环境条件 5 . 1 . 2 . 1 温度:( 2 0 1 2 ) 。 将检定设备和被检仪器置于恒温室2 4 h 后方可进行检定。 5 . 1 . 2 . 2 湿度:n n, n- F-V 式中:n o 所需配 制液体的折射率; n , 第一种液体的 折射率; n 2 第二种液体的 折射率; V , 第一种液体的 体积; V 2 第二种液体的体积。 在

7、体积比法的基础上，用阿贝折射仪测定所配液体的折射率 n o ，根据差值 n o 一n o 再进一步配制折射液，使所配制的各折射液的折射率与各折射率标准块、各 V棱镜的 折射率标称值之差符合规程要求 A. L表 无 表 见 值 义 名 率 射 折 的 液 射 折 用 常 折射液名称 甘 油 液体石 蜡 水杨酸 甲A N a 澳代 蔡 ( C ,o H 7 B r ) 二碘甲烷 ( C H 2 12 ) 二碘甲烷加硫磺饱和液 嗅化硒 ( S e B n ) 注 :a澳代茶有 腐蚀性，二碘 甲烷有毒 性。 折射率 ( n)名义值 1. 4 6 0 1 . 4 8 0 537一656一741 7 8

8、7 9 6 0 J J G 8 6 3 - 2 0 0 5 附录 B 测微读数系统行差检定记录和计算实例 a毛乙 :S 123 a 123 b ;b ; 一久 3 3 5 00. 0 1 0. 0 2 0 . 0 1 0. 0 1 9. 9 9 9 . 9 8 9 . 9 8 9. 9 8 9 . 9 7 3 4 0 00. 0 0 一0 . 01 0 . 0 0 0. 0 0 1 0 . 0 0 9 . 9 9 9 . 9 7 9 . 9 9 9 . 9 9 3 4 5 00. 0 4 0. 0 5 0 . 0 4 0. 0 4 1 0.0 4 1 0. 0 3 1 0. 0 1 1 0 .

9、 0 3 9 . 9 9 3 5 0 0一 0 . 0 2一0. 0 3 一0. 0 2 一0 . 0 2 1 0.0 0 1 0. 0 0 1 0. 0 0 1 0 . 0 0 1 0 . 0 2 3 5 5 00. 0 4 0. 0 4 0 . 0 6 0. 0 5 1 0.0 4 1 0. 0 2 1 0. 0 2 1 0 . 0 3 9 . 9 8 0 00. 0 3 0. 0 3 0 . 0 3 0. 0 3 1 0.0 0 1 0. 0 0 9 . 9 9 1 0 . 0 0 9 . 9 7 5 00. 0 7 0. 0 5 0 . 峨 科 0. 0 5 1 0.0 4 1 0.

10、0 4 1 0 . 0 2 1 0 . 0 3 9 . 9 8 1 0 00. 0 5 0. 0 5 0 . 0 5 0. 0 5 1 0.0 5 1 0. 0 4 1 0. 0 6 1 0 . 0 5 1 0 . 0 0 1 5 00. 0 1 0. 0 2 0 . 0 2 0. 0 2 9. 9 6 9 . 9 8 9 . 9 9 9. 9 8 9 . 9 6 2 0 00. 0 4 0. 0 4 0 . 0 2 0. 0 3 1 0 . 0 2 1 0. 0 2 1 0. 0 0 1 0 . 0 1 9 . 9 8 2 5 00. 0 1 0. 0 0 0 . 0 1 0. 0 1 1

11、0.0 0 9 . 9 9 1 0. 0 0 1 0 . 0 0 9 . 9 9 S = 11 1 戴 S : = 9 .9 84 已知度盘名义值5= 1 0 P =S 一S =1 0 ， 一9 . 9 8 4 ， 二 0 . 9 6 “ 1 0 J J G 8 6 3 - 2 0 0 5 附录 C 测微读数 系统的空程检定记录和计算实例 123456 a. 3 5 4 0 2 0 . 0 9 3 5 4 0 2 0 . 1 2 3 5 4 0 2 0 . 0 8 3 5 4 0 2 0 . 1 3 3 5 4 0 2 0 . 1 1 3 5 4 0 2 0. 0 1 a 几3 5 4 0 2

12、 0 . 0 5 3 5 4 0 2 0 . 0 5 3 5 4 0 2 0 . 0 5 3 5 4 0 2 0 . 0 5 3 5 4 0 2 0 . 0 6 3 5 4 0 2 0 . 0 3 a 一a 几 0 . 0 4 0 . 0 7 0 . 0 3 0 . 0 8 0 . 0 5 一0. 0 2 ; 二 告 鑫 ( a , - a ， 二 0 .0 42 = 2 .5“ 11 J J G 8 6 3 - 2 0 0 5 附录 D V棱镜折射仪检定记录格式 V棱 镜折射仪检定记录( 1 )第 1 页共 5 页 J J G 肠 3 - 2 0 0 5 V棱镜折射仪检定记 录 ( 2 )

13、第 2页共 5页 标准块 谱 线 测量 项 目 测量 次数 折射率值测量误差修正值 123456 K 9 D B O D B I D B D ( n . )值 F B O F B I F B F ( n F )值 C B . B l c B c ( n c )值 d B U d O l d B d ( n d )值 折射率测量重复性 标 准块 折射率测量值 ( d谱线) 测 量重复性 s 二 J J G 8 6 3 - 1 00 5 V棱镜折射仪检定记 录 ( 3 )第 3页共 5页 标 准块 谱 线 测量 项 目 测量 次数 折射率值测量误差修正值 123456 尺 D B U D B I

14、D B D ( n 0 )值 F B U F B I F B F ( n , )值 C 0 鱿 B I C B D ( n , )值 d B , B l a B u ( n , )值 J J G 8 6 3 - 2 0 0 5 V棱镜折射 仪检定记录( 4 )第4页共 5 页 标准块 谱 线 测量 项 目 测量次数 折射率值测量误差修正值 123456 Z F 2 D ODD B I D B D ( “ d )值 F O D , 0 1 , B F fi n , )值 c B D c 口 I c B c ( “ c )值 d B D , O l d B d ( n , )值 J J G 8 6

15、 3 - 7 00 5 V梭镜折射仪检定记录 ( 5 )第5页共5页 标 准块 谱 线 测 量 项 目 测 量次数 折射率值 测量 误差修正值 123456 Z F 6 D O O D B I D B D ( n . )值 F O O F O I F B F ( n F )值 C 6 优 O IC O , ( n , )值 d O D , O ld B d ( n , )值 检定结果的不确定度 结论 检定员核验员 检定 日期 年月日 年月日 有效期 至 备注 J J G 8 6 3 - 2 0 0 5 附录 E V棱镜折射仪检定证书、检定结果通知书内页格式 E . 2 V棱镜折射仪检定证书内页

16、格式 外观检查: 附件: 光学系统成像质量: 视差 : 平行差: 测微 系统 的行差 : 测微系统的空程: 校正块的00。 角误差: V棱镜两通光端面的平行差: _ V形槽 9 0 。 角误差: 仪器的折射率测量误差: 折射率测量重复性: 检定结果的测量不确定度: 检定结果通知书内页格式 要求同上，注明不合格项 目。 J J G 8 6 3 - 2 0 0 5 附录 F 检定结果的测t不确定度评定实例 按本规程规定的相关步骤，用玻璃材料折射率标准块对 V棱镜折射仪进行各谱线 折射率测量 ，并给出被检 V棱镜折射仪的各谱线的折射率测量误差。 F . 1 建立数学模型 式中:c -V棱镜折射仪的折

17、射率测量误差; n -V棱镜折射仪的折射率测量值; b 玻璃材料折射率标准块折射率标准值。 灵敏 系数 : 分量标 准不确定度为 : acac a n=一 a b= u , ( c ) 二u ( b u z ( c ) =u ( n u , ( c ) 与u 2 ( c ) 相互独立， 则: u ( c ) = 丫u 圣 ( C ) + U : ( C ) F . 2 分量标准不确定度分析 F . 2 . 1 玻璃材料折射率标准块折射率标准值 b 的测量不确定度“ ， ( 。 ) 由玻璃材料折射率标准块引起的不确定度，按 B 类评定。 玻璃材料折射率标准块的测量不确定度为5 x1 0 - 6

18、( k = 3 ) ， 则:玻璃材料折射率 标准块的标准不确定度为 ( 5 x 1 0 - 6 ) / 3 = 1 . 6 7 x 1 0 - 6 。则: u ( b ) 二1 . 6 7 x 1 0 一 6 即:u , ( c ) 二u ( b ) = 1 . 6 7 x 1 0 - 6 F . 2 . 2 折射率测量值 。 的测量不确定度“ , ( c ) 折射率测量值 n的测量不确定度u ( n ) 由测量偏折角度按公式计算折射率值引起的 不确定度“ , ( n ) 和仪器折射率测量重复性引起的不确定度u z ( n ) 以及由其他因素引起的 测量标准不确定度u 3 ( n ) 三部分组

19、成。 。 )由测量偏折角度， 按公式计算折射率值引起的 不确 定度u , ( n ) V棱镜折射仪是通过测量平行光束的偏折角度 ，按公式 ( 1 )计算得出折射率值的。 根据间接测量的标准不确定度传播律公式， 折射率计算值的测量标准不确定度u l ( n ) 可 以写为 : u , ( n ) = / / a n 、 ， ， 、 j a n z z。 ， /I 二 一 I “ l n n 1+ I n】 u k o) v o l e a Iou l ( F . 1 ) 式中 :u ( n a ) V 棱镜材料的 折射率 n 。 的 标准不确定度; u ( B ) 偏折角 B的测量标准不确定度;

20、 J J G 8 6 3 - 2 0 0 5 2 n n F ，s i 矿0 1 ono n L乙 、n一 n o / , a n s i n 2 6 ( n 孟 一 2 s i n 2 0 ) ao 一 4 n ( n 2 一 n 舌 ) ( F . 2 ) ( F . 3 ) 1 ) V 棱镜折射仪在制造时， 其V 棱镜的玻璃材料折射率 n 。 必须经过精密测量， 厂 家给出的测量不确定度为5 x 1 0 - 6 ( k 二 3 ) ， 则 n 。 的 标准不确定度u ( n o ) 为: u ( n o ) = ( 5 x 1 0 一 6 ) / 3 = 1 . 6 7 x 1 0 一

21、2 )偏折角 B的误差主要由度盘的刻线误差造成: 度盘刻线的分度误差一般为 士3 “ ，符合反正弦分布 ( U形分布) ，则其标准不确定 度u ( B ) : u ( B ) = 3 “ / 涯= 2 . 1 2 “ = 1 . 0 3 x 1 0 一 ( r a d ) 根据大量实例测量 ，将数据代人公式 ( F . 2 )和公式 ( F . 3 ) ，可近似计算出: 鬓= 1 .。6 5 - 1 豁 = 0 .4 75 8 2 一 。 .5 将数据代人公式 ( F . 1 ) ，可得: u , ( n ) = , / 1 2 x ( 1 . 6 7 x 1 0 一 6 ) 2 + 0 .

22、5 2 x ( 1 . 0 3 x 1 0 一 ) = 5 . 4 1 x 1 0 一 6 b )仪器折射率测量重复性引起的不确定度“ z ( n ) 仪器折射率测量重复 性引起的不确定度“ , ( n ) 主 要分量有: 1 )对准望远镜的夹线对准误差; 2 )读数显微镜的对准误差和测微目镜的测量误差; 3 )测微读数系统的行差; 4 )测微读数系统的空程。 任选一块折射率标准块 ，用 d 谱线重复测量，得到十个折射率测量值，计算实验标 准差 :( 即检 定规程中的折射率测量重复性 : 值) ， 其值不应超过1 x 1 0 - S o 如:单次测量的实验标准差为 ， = 9 . 9 x 1

23、0 - 6 ，实际折射率测量值是 m次取平均， 则平均值的实验标准差为: s / -6 - = 4 . 0 4 x 1 0 - 6( 当实际折射率测量次数 m= 6 次时) 则u 2 ( n ) = 4 . 0 4 x 1 0 - 6 C )由其他因素引 起的测量标准不确定度“ 3 ( n ) : 其他因素包括:由环境如温度、气压等条件影响的误差、V 棱镜的形状误差、折射 率标准块的直角角误差，折射液的折射率误差、仪器的安装调整误差等引起的测量标准 不确定度。 根据以往计算的经验，大致有: u 3 ( n ) = 5 x 1 0 一 6 1 9 J J G 8 6 3 - 2 0 0 5 u

24、, ( n ) 与 u 2 ( n ) , u , ( n ) 相互独立， 则 ( n ) 二 丫“ : ( n ) + u 呈 ( n ) +u 爹 ( n ) =丫( 5 . 4 1 x 1 0 一 6 ) 2 +( 4 . 0 4 x 1 0 一 6 ) 2 +( 5 x1 0 一 6 ) 2 二8 . 4 x 1 0 一 6 ll 2 ( c ) 二 u ( n ) 二 8 . 4 x 1 0 一 6 合成标准不确定度 以上不确定度分量相互独立 ，故合成标准不确定度“ ， ( 。 ) nll卜. 日协F U ( c ) = ,/ 。 : ( 。 ) + U ( c )2 二, / (

25、1 . 6 7 x 1 0 一 “ ) 2 +( 8 . 4 x 1 0 一 6 ) 2 =8 . 5 6 x 1 0 一 6 F . 4 扩展不确定度 V棱镜折射仪折射率示值误差的检定结果的测量不确定度 U等于合成标准不确定 度与包含因子 k 二 2 之积 U二k u , ( c ) ( k = 2 ) U = 2 x 8 . 5 6 x 1 0 一 = 1 . 7 、 1 0 - 5 ( k = 2 ) 结论 : V 棱镜折射仪折射率示值误差检定结果的 测量不确定度 U大约等于仪器折射率测 量误差最大允许值的 1 / 3 : ( 1 . 7 x 1 0 - )/( 5 x 1 0 - 5 )。 1 / 3 证明检定可行。