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发布时间:2021-01-19

校正光学系统像差原则十条
世通检测分享的校正光学系统像差原则十条如下:

(1)各光组以至各面的像差分布要合理。在考虑初始结构时,可将要校正的像差列成用P、W表示的方程组,这种方程组可能有多组解,也可能是病态的,或无解。若是前者,应选一合理的解;若是后者,应取*小二乘解。之,有多种解方程组的算法可资利用,在计算机上实现并不困难。然后,应尽量做到各个面上以较小的像差值相抵消,这样就不至于会有很大的高级像差。在此,各透镜组的光焦度分配、各个面的偏角负担要尽量合理,要力求避免由各个面的大像差来抵消很多面的异号像差。

(2)相对孔径h/r或入射角很大的面即曲率半径小的面,一定要使其弯向光阑,以使主光线的偏角或 ip角尽量小(即降低主光线的投射高),以减少轴外像差。反之,背向光阑的面只能有较小的相对孔径。

(3)像差不可能校正到*无缺的理想程度,*的像差应有合理的匹配。这主要是指:轴上点像差与各个视场的轴外像差要尽可能一致,以便能在轴向离焦时使像质同时有所改善;轴上点或近轴点的像差与轴外点的像差不要有太大的差别,使整个视场内的像质比较均匀,至少应使0.7视场范围内的像质比较均匀。为确保0.7视场内有较好的质量,必要时宁愿放弃全视场的像质(让他有更大像差)。因为在0.7视场以外已非成像的主要区域,当画幅为矩形时(如照相底片),此区域仅是像面一角,其像质的相对重要性可以较低些。

(4)挑选对像差变化灵敏、像差贡献较大的表面改变其半径。当系统中有多个这样的面时,应挑选其中既能改良所要改的那种像差,又能兼顾其他像差的面来进行修改。在像差校正的*阶段尚需对某一、二种像差做微量修改时,作单面修改也是能奏效的。

(5)若要求单色像差有较大变化而保持色差不变,可对某个透镜或透镜组作整体弯曲。这种做法对消除色差和匹兹瓦以外的所有像差均属有效。

(6)利用折射球面的反常区。在一个光学系统中,负的发散面或负透镜常是为校正正透镜的像差而设置,它们只能是少数。因此,让正的会聚面处于反常区,使其在对光起会聚作用的同时,产生与发散面同号的像差就显得特别有利。设计者应善于利用这一性质。

(7)利用透镜或透镜组处于特殊位置时的像差性质。例如,处于光阑或与光阑位置接近的透镜或透镜组,主要用于改变球差和彗差(用整体弯曲的方法);远离光阑位置的透镜或透镜组,主要用来改变像散、畸变和倍率色差。在像面或像面附近的负场镜可以用来校正像面弯曲。

(8)对于对称型结构的光学系统,可以选择成对的对称参数进行修改。作对称性变化以改变轴向像差,作非对称变化以改变垂轴像差。

(9)利用胶合面改变色差或其他像差,并在必要时调换玻璃。可以在原胶合透镜中更换等折射率不等色散的玻璃,也可在适当的单块透镜中加入一个等折射率不等色散的胶合面。胶合面还可用来校正其他像差,尤其是高级像差。此时,胶合面二边应有适当的折射率差,可根据像差的校正需要,使它起会聚或发散作用,半径也可正可负,从而在像差校正方面得到很大的灵活性。同时,在需要改变胶合面二边的折射率差以改变像差的形态、或微量控制某种高级像差,以及需要改变某透镜所承担的偏角等场合,都能通过调换玻璃而奏效。

(10)合理的拦截光束和选定光阑位置。孔径和视场都比较大的光学系统,轴外的宽光束常表现出很大的球差和彗差,使y'~tgU'特性曲线上下很不对称。原则上,应首先立足于把像差尽可能校正好,在确定无法把宽光束部分的像差校正好的情况下,可以把光束中y’值变化大的外围部分光线拦去,以消除其对像质的有害影响,并在设计的*阶段,根据像差校正需要*终确定光阑位置。

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2 、校准的定义及区别

仪器和仪器校准均属于仪器计量的两种活动,既有区别又有联系。JJF 1001-1998《通用计量术语及定义》中校准的定义是:在规定的条件下,为确定测量仪器或测量系统所指示的量值,或实物量具或参考物质所代表的量值,与对应的由标准所复现的量值之间关系的一组操作。JJ F1001-1998的定义是:查明或确认计量器具是否符合要求的程序,它包括检查、加标记和(或)出具证书。过程的检查包含了测量设备与测量标准的技术比较即校准过程,并将仪器校准结果与仪器计量要求进行比较,判定是否符合规程,对于符合规程的出具证书,否则出具不合格通知书。对于证书的确认相对简单,只要结论合格,即可使用,但需要注意的的是,在使用时应根据具体试验项目对仪器测量范围和准确度等级要求选择合适的仪器设备进行试验。校准结果的确认比较复杂,视具体情况具体分析。

3 仪器的分类

为了便于对校准确结果进行确认,我们应对实验室的仪器按其使用功能或范围进行分类,分为通用型、型及辅助型三个类别,具体定义如下。

通用型:不仅适用于某一项或某一类试验的仪器,如试验机、电子天平、压力表、游标卡尺、温度计等。使用时,根据试验方法要求选择合适的量程和准确度等级。

型:仅适用于某一项或某一类试验的仪器:行星式胶砂搅拌机、摆锤冲击试验机、震击式标准振筛机、漆膜附着力试验仪、涂料黏度计、连续式标点机、勃氏透气比表面积仪等。一般采用的校准规程进行计量,但是不排除某些特征参数采用通用的校准规程。

辅助型:试验方法中对尺寸、容量等具有一定要求的小器具或小工具。

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4 证书的组成

对校准结果的确认应熟悉校准证书的基本组成,通常包含以下各部分内容。

4.1 证书封面

证书封面通常包含证书的名称,一般为证书或是校准证书;委托方信息,通常包括委托方名称、委托方地址、计量器具的相关信息(名称、生产厂家、型号规格、仪器编号等);结论,对于证书而言,结论即为合格;对于校准证书而言,不提供结论,详见校准结果页。或校准周期,证书的周期根据规程的要求执行,对于校准证书,通常计量单位会给出一个性校准周期,供委托方参考使用。因此,检验人员在结果确认前应首先要识别是证书还是校准证书。

4.2 校准说明

证书第二页通常为校准说明,包括计量单位的公正性声明、本次或校准所采用的标准依据、仪器计量主要标准器具说明,或校准地点、环境条件说明,被或校准仪器限制使用条件等。在这页内容中需要确定三项内容:1)、计量单位的合法性地位;2)、所采用的或校准规程是否准确,并适用于被校准仪器设备;3)、计量标准器具准确度等级是否满足我国三分量传的计量原则。

4.3 校准结果

证书提供示值误差和允许误差,校准证书只仅提供实际测量结果。两者均提供测量结果的扩展不确定度。因此,可以看出是将校准结果与计量要求进行比较,判定是否符合规程jjst7419。

4.4 其他说明

通常包含不确定度分析依据,校准建议周期等。

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5 校准结果的确认流程

5.1 基本原则

对于校准结果的确认应遵循以下

3个原则。

(1)仪器设备的技术要求*终追溯至试验方法标准。

(2)通用型仪器(压力表、天平、试验机等)的技术要求可以追溯至规程,使用中对于量程和准确度等级的选择应追溯至试验方法标准。

(3)技术要求内容应与校准结果内容相对应。在进行校准结果确认前应明确每一台仪器的技术要求,对于从事检验检测活动而言,仪器的技术要求往往来源于试验方法标准,或者由试验方法标准引用某仪器的产品标准,抑或产品说明书。对于通用型仪器如天平、压力表等,通常在试验方法标准中仅对准确度等级和测量范围有明确要求。因此,技术要求可以追溯至规程,使用中对于量程和准确度等级的选择应追溯至试验方法标准。

5.2 确认流程

5.2.1 证书的确认

证书的结果确认按照以下流程图1进行。

 证书的结果确认

证书的确认较简单,对于合格的仪器出具证书,否则通常出具不合格通知书。在少数情况下,对于不合格的仪器设备,计量单位出具校准证书,由使用单位自行决定使用方式。对于确认合格的仪器设备在使时应根据试验方法标准选择合适的准确度等级和量程。

5.2.2 校准证书的确认

证书的结果确认按照以下流程图2进行。

证书的结果确认

除了强制之外的仪器,其他仪器均可以采用校准的方式进行量值溯源,依据校准规范实施。在确认时,仪器的技术要求来源于试验方法标准、仪器产品标准或仪器产品说明书。在很多情况下,试验方法标准又引用了仪器产品标准。例如GB/T 17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》中胶砂搅拌机的要求即直接引用了产品标准JC/T 681-1997《行星式水泥胶砂搅拌机》。当校准结果符合我们所提出的技术要求时,该仪器可继续使用。当校准结果不符合技术要求时,根据不同的情况应采取不同的处理方式:(1)修正使用,当被校准的某一参数或某一个校准点不符合技术要求,但可以通过引入修正因子正常使用。例如烘箱的校准点温度100℃,校准实际结果为103℃,偏差+3℃,此时可以引入修正因子-3℃后使用,修正因子为负的温度偏差;(2)降级使用,当校准结果不符合产品出厂时的准确度等级,但是符合下一准确度等级时,可以降级使用。但是,使用时必须符合试验方法中对仪器的准确度等级的要求。例如某准确度等级为Ⅰ级的电子天平,当校准结果不符合Ⅰ级技术要求而符合Ⅱ级技术要求时,可以降为Ⅱ级使用,或者在下一次校准时直接按照Ⅱ级送检;(3)限制使用范围,当仪器的测量范围内仅在某一区间的校准结果符合仪器技术要求时,可以限制该仪器的准用范围。例如某*量程为600kN的压力试验机,校准点依次为 120kN、240kN、360kN、480kN、600kN,其中120kN、 240kN、360kN、480kN各点的校准结果符合技术要求,600kN的校准结果不符合技术要求。因此,该压力试验机的准用范围为0~480kN,且应明确标示。

6 结 语

对于校准结果的确认,首先应明确和校准的区别与联系,其次应熟悉证书的基本组成,并且对实验室的仪器设备按照使用功能或范围进行合理分类。确认过程之前应明确仪器的技术要求,仪器的技术要求*终追溯至试验方法标准。对于证书的确认较简单,合格则继续使用,不合格则停用。校准证书的结果确认较复杂,大致可以分为5种处理方式,即,1)符合,继续使用;2)不符合,停用;3)修正使用;4)降级使用;5)限制准用范围。检验人员应能熟悉区分以上5种情形,以便采取正确合理的处理方式。

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关于世通:

广东省世通仪器检测服务有限公司占地,实验室面积达1200平方米。校准源齐全,拥有福禄克、惠普、安捷伦、菊水、新天等大批进口国产高端仪器,覆盖校准检测范围广。中心设有:力学、长度、衡器、电学、电磁、热工、几何量、轻工物性等*校准检测实验室。本校准与检测中心可对以上类别范围的各国仪器和相关产品进行校准和检测并出具国际认可的校准证书或检测报告。

世通检测热工实验室主要负责温度、湿度、环境试验的*计量工作;热工实验室是本公司成立*室,配备国内外*的标准温度设备,如FLUKE精密过程校验仪、热电偶炉、精密多路温湿度巡检仪、高稳定性恒温恒湿箱、级恒温槽、自校准式高精度铂金温度计、热工辐射源等等;由于长期对环境试验设备进行现场实验及校准,本实验室的技术人员均具有丰富的设备调试工作经验。

可提供仪器校准、仪器校正、仪器计量及维修服务的仪器设备种类有:

温度仪表:
标准水银温度计、玻璃液体温度计、红外辐射温度计、双金属温度计、电接点温度计、压力式温度计、表面温度计、半导体点温计、二等铂铑10一铂热电偶、各种工作用热电偶、工业铂铜热电阻、标准恒温槽、管式校验炉、干并式校验炉、温度校验仪、表面温度源、各类数字温度计、数显温度表、数据采集器、温度巡检仪、烙铁测温仪、温度传感器、温度变送器、温度指示调节仪、温度指示控制仪、温度在线仪器仪表、各类集成仪器的温度参数等。

环境试验设备:
恒温箱、恒温恒湿箱(房)、各类培养箱、干燥箱、养护箱(室)、烘箱、冰箱、老化箱(房)、快煮箱、盐雾试验箱、交变试验箱、高低温冲击试验机、气候(环境)试验机、湿热试验机、灭菌器、水浴设备、崩解仪、溶出仪、消化炉、电阻(马福)炉、热处理炉、灼热丝试验仪、燃烧试验仪、温度隧道、回流(波峰)焊机、加热罐、注塑机等。

湿度仪表:
各类湿度计、温湿度传感器、干湿表、湿度变送器、湿度记录仪、湿度发生器、木材含水率仪、纸张含水率仪等lnj8745hf。

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