JJG 625-2001 阿贝折射仪.pdf

暑 汀 场中华人民共和国国家计量检定规程 J J G 6 2 5-2 0 0 1阿 贝 折 射 仪Abbe Re f r ac t ome t e r2 0 0 1 一0 6 一0 5发布2 0 0 1 一1 0 一0 1 实施国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 发布J J G 6 2 5-2 0 0 1、。.心.。.。.心.令.今.洲阿贝折射仪检定规程产。.O.0.口.0.0.0.口.0.O.0.口.。0 G乙V e r i f i c a t i o n Re g u l a t i o n J J G 6 2 5-2 0 0 1代替 J J G 6 2 5-1 9 8 9o f Ab b e Re f r a c t o me t e r、.o.o.o.0.o.o.o.o.o.o.o.o.o.。本规程经 国家质量监督检验检疫 总局 2 0 0 1年 0 6 月 0 5日批准，并 自2 0 0 1 年 1 0 月 0 1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 6 2 5-2 0 0 1本规程主要起草人:刘文 丽 姜石锋 马振 亚(中国计量科学研究院)(中国计量科学研究院)(中国计量科学研究院)J J G 6 2 5-2 0 0 1目录1 范围。，(1)2 概述 (1)3 计量性能要求 (2)3.1 工作样块 ，(2)3.2 阿米西棱镜引起的折射率测量变动量 (2)3.3 折射率测量示值误差 (2)3.4 折射率测量重复性，(2)3.5 平均色散测量示值误差 ，(2)4 通用技术要求 (2)4.1 外观 .(2)4.2 光学系 统 ，(2)5 计量器具控制 ，(2)5.1 检定条件 ，(2)5.2 检定项目 ，“，(3)5.3 检定方法 ，。，(3)5.4 检定结果的 处理 (5)5.5 检定周期 ，(5)附录A工作样块检定方法 ，(6)附录B 阿贝折射仪检定记录格式 (7)附录C 阿贝折射仪检定证书(背面)格式 ，(9)附录D 阿贝折射仪检定不确定度分析 .一(1 a)J J G 6 2 5-2 0 0 1阿贝折射仪检定规程范围本规程适用于阿贝折射仪的首次检定、后续检定和使用中检验。2概 述 阿贝折射仪是利用全反射临界角的原理，测定透明、半透明液体或固体的折射率(n n)和平均色散(、F 一二 c)的仪器。图 1阿贝折 射仪测量原理 图 如图 1 所示，被测试样置于折射棱镜上，两者之间有很薄一层折射液。折射棱镜的折射率 n。大于被测试样折射率 二，折射液的折射率应大于 n 而小于、。当光 线沿 分界面A C 人射时，将以 全反射临界角 i。进人折射棱镜，然后以折射角 B 从折射棱 镜射出。被测试样折射率、与6 角有下列关系式:n=s i n a(n。zn p一 s i n B)z 一 c o s a s i n B(1)式中:a 折射棱镜顶角。阿贝折射仪的特点是采用一对直视色散棱镜(又称阿米西棱镜)，在白光照明下，通过旋转色散棱镜抵消被测试样和折射棱镜产生的色散，使在消色散位置处的明暗分界线清晰可见。此时可测得D谱线的 折射率 n n，根据明暗分界线消色散时，色散刻 度圈上的 读数 Z值和测得的折射率:n 值，在仪器所配说明书后的色散表中，查出 相应的参数值 A,B和。，计算出被测试样的平均色散(n F 一n 一)。n F一n o=A+B 6(2)阿贝折射仪(以下简称仪器)根据读数方式的不同分为 目 视式和数显式。J J G 6 2 5-2 0 0 13 计f性能要求3.1 工作样块 仪器应配备工作样块，该样块须经计量检定，其折射率(n D)的测量扩展不确定度不应超过 1 x1 0 一 0(k=3)o3.2 阿米西棱镜引起的折射率测量变动量 由阿米西棱镜引起的，在不同消色散位置上测得的同一被测物质的折射率差值叫做折射率测量变动量。折射率测量变动量的最大值不应超过 2 x 1 0-4 03.3 折射率测量示值误差 折射率(n D)测量示值误差不应超过士 3 x 1 0-4 03.4 折射率测量重复性 折射率测量重复性用实验标准差表征，其值不应超过 1.5 x 1 0-4 03.5 平均色散测量示值误差 平 均 色 散(n F-n c)测量 示值 误 差 不 应超 过士 5 x 1 0-4 a4 通用技术要求4.1 外观4.1.1 仪器不应有镀层脱落和显著的颜色不均匀。4.1.2 仪器的传动部分应灵活稳定，无卡滞和松动现象。4.1.3 光学零件应清洁，胶合良好;读数部分的数字、刻线应清晰完整。4.1.4 仪器 应有铭 牌，清 楚地标明 名称、型号、规 格、编号、返 互 亡 标志、出厂日 期和制造厂名。4.1.5 仪器必须带有工作样块、色散表。4.2 光学系统4.2.1 进光棱镜与折射棱镜之间间隙，应能保证被测液体有适当的厚度。4.2.2 光学系统应成像清晰、视场内亮度均匀无色差;明暗分界线应清晰与十字叉线间无明显的视差，十字叉线分划板不应有明显偏斜;读数系统分划线与指标线的视差不应超过刻线宽度的 1/2.5 计It器具控制 计量器具控制包括首次检定、后续检定以及使用中检验。5.1 检定条件5.1.1 检定用设备5.1.1.1 阿贝折射仪标准块(以下简称标准块)标准块由一组四块组成，牌号为 Q K 1,K 9,F 2,Z F 2。标准块的折射率(n D)测量 扩展不确定度为 5 x1 0-5(k=3)，平均色散(n F 一n c)测量扩展不确定度为J J G 6 2 5-2 0 0 17 x 1 0 一 5(k=3)a5.1.1.2 蒸馏水5.1.1.3 钠光灯，4 0 W 白炽灯。5.1.1.4 折射液 三种常用折射液，其折射率(n D)及其他事项见表 表1折射液名 称折射率(n p)适用标准块水杨酸 甲醋1.5 3 7QKl,K9a-滨代茶1.6 5 6F2二 碘甲烷1.7 4 1Z F 2注:a-澳代茶有腐蚀性，二碘甲烷有毒性，应尽量避免长时间使用。5.1.2 环境5.1.2.1 温度:(2 0 士3)将检定设备和被检仪器置于恒温室 2h 后方可进行检定。5.1.2.2 相对湿度:8 5%5.2 检定项目 检定项目见表 2 0 表2检定项 目首次 检定后续检定使用 中检验外观十+光学系统检查+工作样块+阿米西棱镜引起的折射率测量变动量+折射率测量示值误差+折射率测量重复 性+平均色散测量示值误差+注:凡需检定的项目用“十”表示，不需检定的项 目 用“一”表示。5.3 检定方法5.3.1 外观检查 目视观察和手动结合，按 4.1.1-4.1.5 规定的各项内容进行检查。.J J G 6 2 5-2 0 0 15.3.2光学系统 的检 查 将蒸馏水滴人进光棱镜和折射棱镜之间，白光照明，旋转色散棱镜手轮，使视场内的分界线的明 显程度达到最佳时，按4.2.1 和4.2.2目 视观察。5.3.3 工作样块 工作样块的检定方法参见附录 A，应符合 3.1 条的要求。5.3.4 仪器的调整 白光照明，将仪器所配的工作样块和折射棱镜表面用无水酒精和乙醚混合液擦洗干净，在折射棱镜抛光面上加人折射率为 1.5 3 7的水杨酸甲醋。将工作样块贴在折射棱镜抛光面上，旋转读数手轮，在 目镜中观察 明暗分界线上下移动，同时旋转色散棱镜手轮，消除视场色散。当读数视场指示于工作样块的折射率实际值时，视场内明暗分界线应落在十字线交点。若有偏差则用工具微量调整示值螺钉，使分界线像移在十字线交点，然后再进行测量，重复调整直到测量值符合工作样块的实际值为止。5.3.5 阿米西棱镜引起的折射率测量变动量 钠光照明，用蒸馏水为试样，旋转色散棱镜手轮一圈，当转动色散棱镜手轮时，视场中的明暗 分界线会上下移动，测出明暗分界线最低点和最高点折射率(n p)值之差，重复测量至少 3次取平均，即为阿米西棱镜引起的折射率测量变动量的最大值，应符合第3.2 条要求。5.3.6 折射率(二。)测量示值误差 白光照明，用四种标准块和相应的折射液，分别进行测量。每种标准块在两个消色散位置上，各取一次折射率读数，重复测量 4次，得 8 个折射率测得值，再取平均值，即 得该标准块的 折射率测量值(n D)，该测量值与标准块的折射率标准值之差，即为对该标准块折射率测量的示值误差，对四种标准块 的折射率测量的示值误差均应符合第3.3 条要求。5 卜 3.7 折射率测量重复性 利用 5.3.6中所得数据，分别按式(3)计算 4种标准块的实验标准差:，其值均应符合第 3.4条要求。、_ E(-;一 n)2勺、。，一 习8二 1一 8,i“1一 4)(3)式中:、各折射率测得值(i=1-8);n-8 个折射率测得值的平均值。5.3.8 平均色散(n F 一:)测量示值误差 白光照明，用 4种标准块和相应的折射液，分别进行测量。每种标准块在两个消色位置上各测量一次，重复测量 4次，得 8个色散刻度圈读数 Z测得值，再取平均值，即得Z测量值。根据该标准块的折射率测量值(n v)和Z测量值，用附在仪器使用说明书后的色散表，查 出相应的参数值 A,B 和。，计算 出该标准块 的平均色散(n F一二 C)的测量值，该测量值与标准块平均色散的标准值之差，即为对该标准块平均色散J J G 6 2 5-2 0 0 1测量的示值误差，对4种标准块的平均色散测量的示值误差均应符合第 3.5 条要求。5.4 检定结果的处理 按本规程检定合格的仪器发给检定证书，给出检定结果的扩展不确定度(可按照附录 D给出的不确定度分析方法进行分析)。不合格的发给检定结果通知书，并注明不合格项。5.5 检定周期 仪器的检定周期一般不超过 1 年。.T J G 6 2 5-2 0 0 1附录 A工作样块检定方法A.1 检定用设备A.1.1 V棱镜折射仪 折射率(n D)测量扩展不确定度优于5 x 1 0-5(k 二 3)0A.1.2 光源 钠光灯和 D谱线滤光片。A.1.3 折射液 水杨酸甲醋。A.2 检定环境A.2.1 温度:(2 0 士1)C 将检定设备和被检工作样块置于恒温室4h 后方可进行检定。A.2.2 相对湿度:i=1 一 4)则各阿贝折射仪标准块 8 个折射率测量值的平均值之实验标准差s;(n)=Si(n)/招(=1 一4)取最大值:m(n)作为测量重复性引起的标准不确定度，即u 1二、.(nD.1.2 阿贝折射仪标准块折射率标准 值引人的标准不确 定度u 2(B 类评定)阿贝折射仪标准块的折射率标准值是由上级标准给出的约定真值，属 B类不确定度分量。已知阿贝折射仪标准块折射率不确定度为 5 x 1 0-5(k=3)，则由阿贝折射仪标准块折射率标准值引人的 标准不确定度u 2 u 2=5 x 1 0-5/3=1.7 x 1 0-5D.1.3 环境温度引入的标准不确定度 u 3(B 类评定)阿贝折射仪标准块的折射率受温度变化影响的分析如下:在四种标准块中，折射率(n D)温度系数最大的是 Z F 2，其值为 6 1 x 1 0-7。由于检定环境温度控制为(2 0 士3)C，所以温度变化引起的折射率测量变化量最大值On=6 1x1 0-7x3=1.8x1 0此项服从三角分布，则由于温度变化引人的标准不确定度u 3 u 3=A n/拓 二1.8 x 1 0-5/拓=0.7 3 x 1 0D.1.4 合成标准不确定度以上分量相互独立，故合成标准不确定度 u,u,一(u，2u i+U 2 2+u 3 2)1/2 =S.(n)2+(1.7“1 0-s)2+(0.7 3 x 1 0-)z)r 2D.1.5 扩展不确定度 折射率测量示值误差检定的扩展不确定度 U 等于合成标准不确定度与包含因子J J G 6 2 5-2 0 0 1k=2 之积U=k u,(k=2)D.2 平均色散测量示值误差检定的不确定度分析D.2.1 测量重复性引起的 标准不确定度 u 1(A类评定)对 4种阿贝折射仪标准块，分别计算出其 8 个 Z值的实验标准