JJG311-1996 焦距仪检定规程.pdf

中华人民共和国国家计量检定规程J J G 3 1 1-1 9 9 6焦距仪Fo c ome t e r1 9 9 6 一0 4 一1 0 发布1 9 9 6 一1 0 一0 1 实施国 家 技 术 监 督 局 发布J J G 3 1 1-1 9 9 6焦距仪检定规程Ve r i f i c a t i o n R e g u l a t i o no f F o c o me t e r艺全弓夕弓宁 J J G 3 1 1-1 9 9 6 乙令己会 本检定规程经国家技术监督局于 1 9 9 6 年0 4 月 1 0日 批准，并自1 9 9 6年 1 0月 0 1日起施行。归口单位:中国计量科学研究院起草 单位:中国计量 科学 研究 院北京理工大学本规程技术条文由起草单位负责解释J J G 3 1 1-1 9 9 6本规程主要起草人:马 振亚 王莉茹 参加起草人:赵立 平(中国计量科学研究院)(中国计量科学研究院)(北京理工大学)J J G 3 1 1-1 9 9 6目录概述 技术要求 检定项目和检定条件 检定方法 检定结果的处理 和检定周期(1)(2)(3)(4)(7)二三四五J.I G 3 1 1-1 9 9 6焦距仪检定规程本规程适用于新制造、使用中和修理后的焦距仪的检定。一概述 焦距仪主要用于测量光学透镜或光学透镜组的焦距。焦距仪由平行光管、透镜夹持器、测量显微镜(带有螺杆式测微 目 镜)和导轨等部分组成 采用的测量方法为放大率法，其原理如图 1 所示。平 行 光 俗A V m:!W 微 镜 图 1 焦距仪光学原理图T 一平行光管分划板;r 一平行光管分划板的像;1 一平行光管物镜;7 一被测透镜;3 一测量显微镜物镜;4-目镜分划板;5 一目镜 平行光管物 镜焦面上分 划板(又称玻罗 板)的某一对刻线间 距为 Y o，成像在被测透镜的焦面上，该对刻线像的间距为 Y l o，两焦面上的物像有如下关系:f、i二 石Y 主 0(1)式中:f,被测透镜焦距，m m;f 平行光管物镜焦距，m m;Y o 玻罗板某一对刻线间 距，m m;Y 1 0 玻罗板的上述一对刻 线在被测透镜焦面上所成像的间 距，m m o 用焦距仪测量时，Y I c、由 测量显微镜测出。最后得被测透镜焦距的计算公式:f J二;下 厂 石 门 止、o尸(2)式中:9-测量显微镜物镜的垂轴放大率;K-螺杆式测微目镜螺距倒数，mm-,mm H为测量玻罗板某对刻线在测微 目镜分划板上所成像的间距，读得的测微于 轮所旋转的圈数。J J G 3 1 1-1 9 9 6二技术要求1 外观1.1 焦距仪上应标有制造厂名称、产品型号及出厂编号。焦距仪外表应平整光洁;保护层无脱落、划痕、锈迹等。所有刻线、刻字应清晰完整，不应有断线、脱色等缺陷。1.2 焦距仪各活动部分的配合应松紧适度;各锁紧手柄的功能应切实有效;测微 目镜手轮的转动应平稳、均匀;分划板上刻线清晰，移动过程中无卡滞、跳动和起伏差。1.3 在焦距仪测量视场范围内，成像清晰，亮度均匀，不应有可见的油迹、灰尘、水迹和霉点;各分划板上的刻线、刻字应完整、清晰。2 平行光管物镜的星点检验:星点像应圆整，无断裂、毛疵、畸角、扁圆等现象。3 平行光管物镜的实际分辨力 a应优于下式计算值:a 二 1 4 0 0/D(3)式中:D平行光管物镜的有效孔径。对于通 常所用的焦距仪，D=5 0 m m;a=2.8 0 04 平行光管的视差用 自准法测量。通过 自准目镜观察，应能同时清晰看到分划线和反射回来的分划线像，且摆头时二分划线之间的相对错动量，不应超过分划线宽的 1/2 05 玻罗板每对刻线间距的允差应符合表 1 的规定。6 平行光管物镜焦距的允许相对误差为土 0.1%07 测量显微镜物镜垂轴放大率的允许相对误差为 土 0.1%a 表1 mm刻线间距允差1 一 4士 0.0 0 1 4一 1 0士 0.0 0 2 1 0一 2 0士 0.0 0 4 2 0一 3 0士 0.0 0 5夹持器定位面对平行光管光轴的垂直度允差为 1 0 0导轨对平行光管光轴的平行度允差为1 0 00八021 0 焦距仪的焦距测量范围在 士1 0 一士1 2 0 0 m m时，其综合相对误差允差为 士 0.3%J J G 3 1 1-1 9 9 6三检定项 目和检定条件I I 焦距仪的检定项 目和主要检定工具见表 2 0 表2序号检 定 项目主要检定工具检 定 类 别新 制的使用中修 理后1外观目测+长+十2平行光管物镜星点检验光 具 座十+3平行光管物镜分辨力光 具 座+4平行光管视差自准 目镜和平面反射镜十十+5玻罗板每对刻线间距 激光 干涉 比长仪和线纹比 较仪十6平行光管物镜焦距经 纬 仪+7显微物镜垂轴放大率玻璃线纹尺+8支持器定位面对平行 光管光轴垂直度激 光 器+9 导轨对平行光管光轴平行度激 光 器+1 0仪器综合相对误差焦距标准透镜十+，表中“+”号表示该项应检定;二二表中“一”号表示该项可不检定。1 2 检定环境 检定室内环境温度(2 0 土 3)C，检定工具和被检焦距仪在检定室内平衡温度的时间不得少于 4h。检定室内相对湿度不应大于 8 5%o1 3 对主要检定工具的技术要求1 3.1 经 纬 仪:经纬 仪 水 平 赓 盘 一测 回 标 准 差 为了。1 3.2 光具座:光具座平行光管物镜焦距应为焦距仪平行光管物镜焦距的2 一 5倍。1 3.3 平面反射镜:工作面光圈 N簇0.5,局部光圈 N镇O.l o1 3.4 激光干涉比长仪和线纹比较仪 激光千涉比 长仪(或光电比 较仪)的综合极限 误差不超过士(0.2 十 0.1 5 L)t m。其中 L为测量长度，单位为 m0 线纹比较仪的 示值误差应不超过 士(1+L/3 0 0)rz m(对仪 器刻度尺修正后)。其中L为测量长度，单位为 mm.1 3.5 玻璃线纹尺J J C 3 1 1 一 1 9 9 6 二等标准玻璃线纹尺综合极限误差不超过 士(0.2+1.S L)产 m。其中L为测量长度，单位为 m。1 3.6 激光器 氦氖激光器波长为 6 32.sn m，单模，激光功率)0.s mw。13.7 焦距标准透镜 焦距标准透镜，其焦距值的总不确定度(k二 2.5)小于 0.1%。焦距标准透镜的种类如表 3所示。表3mm透 镜 型 式平凸(凹)透镜双胶合透镜焦距 厂士 1 2 0 0士8 0 0士 5 0 0士2 0 08 03 01 0孔 径 D8 06 04 02 4 !2 0=一1 05四检定方法14外观 目视观察焦距仪外表面，实际操作各手轮及活动部分，通过焦距仪的测量显微镜目镜观察视场，应符合本规程第 1 条要求。巧平行光管物镜的星点检验 用光具座进行测量。将星点板置于光具座的平行光管的焦面上，把被测焦距仪平行光管物镜置于光具座的夹持器上。通过显微镜观察，星点像应圆整无毛疵，符合本规程第 2 条规定。16平行光管物镜的分辨力 用光具座进行测量。选择合适板号的 A型分辨力板置于光具座的焦面上，把被测焦距仪平行光管物镜置于光具座的夹持器上。分辨力板在被测物镜后焦面上成像，用光具座上倍率合适的测量显微镜观察物镜视场的中心部分，记下 4 个方向刚好能分辨的分辨力板的单元号，根据 A型分辨力板的板号与单元号，查出其线条中心距为 Z b，被测物镜分辨力 a(”)用下式计算:a 一Z b 又 2 0 6 2 6 5/f 二(4)式中:j g 光具座平行光管物镜焦距，m m;b 线条中心距的一半，m m。其值应符合本规程第 3 条规定。1 7 平行光管的视差J J G 3 1 1-1 9 9 6 用自准目镜与可调节平面反射镜进行测量。在焦距仪平行光管分划板后加上自 准直目 镜，构成自准直望远镜，并在物镜前放上可调节平面反射镜。通过自准目 镜观察，应能同时清晰看到分划线和反射回来的分划线像，而且摆头时二分划线之间不互相错动，符合本规程第 4 条规定。1 8 玻罗板每对刻线间距 用激光干涉比长仪(或光电比较仪)对 1-4 m m的每对刻线间距进行测量。用线纹比较仪对大于 4 m m的每对刻线间距进行测量。将玻罗板依次置于上述仪器工作台上，分别测量玻罗板每对刻线的间距，连续测量3 次，取平均值，得玻罗板每对刻线间距的实测值。其值与每对刻线间距出厂给定值的差值，应符合本规程第 5 条中表 1的规定。1 9 平行光管物镜焦距 用经纬仪测量。在焦距仪平行光管物镜前，经纬仪的望远物镜与被测物镜基本共轴，二者尽量靠近。用经纬仪分别对准平行光管焦面上玻罗板的某一对刻线，读出相应的角度值。连续 测量 3次，取平均值，按 以下公式计算焦 距实测值:八 s Y。2 t a n rep(5)式中:f.,焦距仪平行光管物镜焦距实测值;Y o 所测定的焦距仪玻罗板上某一对刻线间距的 实测值(取 Y O 1 0 m m);。上述一对刻线对平行光管物镜张角的一半。其相对误差 6,为fo 一f5 fs Ix 1 0 0(6)式中:f o 焦距仪平行光管物镜焦距生产厂家给定值。s，的 值应符合本规程第6 条规定。2 0 测量显微镜物镜垂轴放大率 用玻璃线纹尺进行测量。将玻璃线纹尺放在被测焦距仪测量显微镜所用物镜的工作距离上，并进行显微镜调焦，直至通过测微目镜清晰无视差看清玻璃线纹尺 卜 刻线，用测微目镜测出玻璃线纹尺像的大小，连续测量 3 次，取平均值，按下式计算出显微物镜垂轴放大率的实测值:H9 s=K A(7)式中:A玻璃线纹尺上所取的长度，m m;H玻璃线纹尺上所取的长度在测微 目 镜分划板上所成像的间距，读得的测微 手轮所旋转的圈数;K-螺杆式测微目镜螺距倒数，m m-1 0J J G 3 1 1-1 9 9 6其相对误差 8:为g o 一 R、1 0 0%(8)式中:g o 被测显微物镜垂轴放大率出厂给定值。焦距仪上任一显微物镜垂轴放大率的相对误差都应符合本规程第 7 条规定。2 1 夹持器定位面对平行光管光轴不垂直度 采用激光干涉法测量，调整装置如图 2 所示。图2 夹持器的定位面与平行光管光轴不垂直度调整装置图 I-氦氖激光器;2 一观察屏;3 一平行光管;4 一夹持器 将激光器与观察屏放在距平行光管物镜为 I m的距离上，首先调节激光器支承台的俯仰与左右，使焦距仪平行光管物镜的各球面顶点的反射光斑中心重合，并在观察屏(屏上有直径不大于 2 m m的中心孔)上看到清晰的干涉环，继续调节激光器，使干涉环的中心与从观察屏中心射出的激光光束相重合，此时说明激光束已与平行光管光轴一致。将夹持器移至平行光管物镜前，夹持器上夹一平板玻璃(光圈小于 0.5，局部光圈小于0.1)，从平板玻璃上反射回来的光斑应与观察屏中心出射的激光光孔重合，不重合性不大于5.8 m m2 2 导轨对平行光管光轴的不平行度 在第 2 1 条检定步骤完成后，取下观察屏与平行光管，此时激光光束己与平行光管光轴一致，将夹持器上平板玻璃取下，换上观察屏，前后移动夹持器，在 1.1 m的距离上，观察屏上的激光光斑中心位置的移动量不得大于 3 m m.2 3 焦距仪综合相对误差 将焦距标准透镜装在焦距仪透镜夹持器上，标准透镜镜框上标有数字的一方对向平行光管物镜，选择合适倍率的显微物镜。轴向移动透镜夹持器，使通过显微镜能看到清晰无视差的玻罗板刻线像。用测微 目镜读出某对刻线在目镜分划板上所成像间距的圈数。连续测量 5 次，取平均值，即为玻罗板上述某对刻线在测微 目镜分划板上所成像读得的圈数的实测值 H，代人被测标准透镜焦距实测值的计算公式:f.,t=-一 1 1 万 门 八1 0 户、(9)式中:_/被测标准透镜焦距实测值，mm;6J J G 3 1 1-1 9 9 6f 5 平行光管物镜焦距实测值，m mY o 玻罗板某一对刻线间距实测值，m m;A,测量显微镜物镜的垂轴放大率实测值;K-螺杆式测微目镜螺距倒数，m m-1;H玻罗板的上述一对刻线在测微目镜分划板上所成像的间距，读得的测微 手轮所旋转的圈数。仪器综合相对误差:大一f.一f,x 1