一、生物顯微鏡校準(zhǔn)內(nèi)容

JJF1402-2013《生物顯微鏡校準(zhǔn)規(guī)范》，引用的是GB/T2985-2008《生物顯微鏡》，除了增加示值誤差一項(xiàng)，其他項(xiàng)目及技術(shù)要求均引用自該標(biāo)準(zhǔn)。

在鏡檢時(shí)，操作者需要的是清晰而明亮的圖像，這與顯微鏡的各項(xiàng)光學(xué)技術(shù)參數(shù)相關(guān)，并且要求在使用時(shí)，必須根據(jù)鏡檢的目的和實(shí)際情況來(lái)協(xié)調(diào)各參數(shù)的關(guān)系。只有這樣，才能充分發(fā)揮顯微鏡應(yīng)有的性能，得到滿意的鏡檢效果。

顯微鏡的光學(xué)技術(shù)參數(shù)包括:數(shù)值孔徑、分辨力、放大倍數(shù)、焦深、清晰范圍、工作距離等。這些參數(shù)并不都是越高越好，它們之間是相互聯(lián)系又相互制約的。在使用時(shí)，應(yīng)根據(jù)鏡檢的目的和實(shí)際情況來(lái)協(xié)調(diào)參數(shù)間的關(guān)系，但應(yīng)以保證分辨力為準(zhǔn)。放大倍數(shù)、左右系統(tǒng)倍數(shù)差、視場(chǎng)中心差雖然也會(huì)影響觀察，但是要求不高，關(guān)鍵是能看清圖像。只做觀察用的顯微鏡并沒(méi)有尺寸測(cè)量功能，示值誤差的校準(zhǔn)不適用于這類顯微鏡。

    在GB/T2985-2008中,是通過(guò)成像清晰范圍進(jìn)行性能檢查的,不同的物鏡倍數(shù)不但要求達(dá)到相應(yīng)分辨力水平,還要求保證在一定視場(chǎng)范圍內(nèi)都能達(dá)到。JJF1402-2013沒(méi)有包含分辨力這一測(cè)量項(xiàng)目是不科學(xué)的。
    

二、校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)器

JJF1402-2013中，校準(zhǔn)顯微鏡放大倍數(shù)誤差和顯微鏡左右兩系統(tǒng)放大倍數(shù)差所提到的"倍率計(jì)"，容易產(chǎn)生誤解。倍率計(jì)是用來(lái)測(cè)量望遠(yuǎn)鏡放大率的，有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)GJB/J3360-1998《倍率計(jì)檢定規(guī)程》，其結(jié)構(gòu)本身是一種低倍顯微鏡，不能用來(lái)測(cè)量顯微鏡的放大率。測(cè)量顯微鏡總放大率只能使用測(cè)量望遠(yuǎn)鏡，也叫顯微鏡總放大率測(cè)定儀。
    

三、校準(zhǔn)方法

1.顯微鏡物鏡放大倍數(shù)誤差

根據(jù)JJF1402-2013之6.2.1.2，對(duì)于目鏡不可拆卸的顯微鏡，其物鏡放大倍數(shù)通過(guò)測(cè)量計(jì)算總放大倍數(shù)后，除以目鏡放大倍數(shù)實(shí)測(cè)值得到。目鏡放大倍數(shù)如何測(cè)得未作任何描述。根據(jù)GB/T2985-2008，目鏡需要拆卸下來(lái)，使用焦距儀按公式計(jì)算得到。

在不拆卸目鏡的情況下，可以將已知放大倍數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)物鏡安裝在被測(cè)顯微鏡鏡架上，與待測(cè)目鏡組成完整的光路系統(tǒng)，通過(guò)JJF1402-2013之6.2.1.2的方法計(jì)算總放大倍數(shù)，除以標(biāo)準(zhǔn)物鏡的放大倍數(shù)得出待測(cè)目鏡的放大倍數(shù)。得到目鏡放大倍數(shù)后，再使用待測(cè)物鏡與目鏡重新組成光路系統(tǒng)，測(cè)出總放大倍數(shù)，除以目鏡放大倍數(shù)實(shí)測(cè)值，從而得出待測(cè)物鏡放大倍數(shù)。

2.雙目顯微鏡左右兩系統(tǒng)放大倍數(shù)差

該校準(zhǔn)項(xiàng)目測(cè)量方法描述有兩處錯(cuò)誤:

(1)方法中計(jì)算的是差值的絕對(duì)值，而計(jì)量特性要求里允差卻是相對(duì)值的2%。如果以絕對(duì)誤差來(lái)計(jì)算差值，方法中卻未描述是使用多少倍物鏡測(cè)量。而采用相對(duì)誤差時(shí)，雖然物鏡倍數(shù)不影響結(jié)果，但從嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕嵌龋€是需要完整描述所使用物鏡的倍數(shù)。

(2)方法中提到"按6.2.1.2的步驟，對(duì)左右兩個(gè)觀察系統(tǒng)的放大倍數(shù)分別進(jìn)行測(cè)量，依據(jù)公式(1)計(jì)算得到兩觀察系統(tǒng)放大倍數(shù)"(此處引用公式為JJF1402-2013中的公式)。步驟6.2.1.2，即使用總放大率測(cè)定儀的方式計(jì)算放大倍數(shù)，間距像的長(zhǎng)度是測(cè)定儀上測(cè)到的，實(shí)際的倍率計(jì)算見(jiàn)公式(1)。

式中:M_T--顯微鏡總放大率；Y₀--測(cè)定儀上物鏡測(cè)微尺、分劃刻線重合的長(zhǎng)度，mmY_e-測(cè)微尺上所用間距，mm；K--測(cè)定儀的常數(shù)。

由式(1)可知，實(shí)際放大倍數(shù)的計(jì)算并不是由JJF1402-2013中的式(1)計(jì)算得到的。
    

四、物鏡放大倍數(shù)誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定

 附錄B顯微鏡物鏡放大倍數(shù)誤差測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定也有兩處錯(cuò)誤。

1.B.2是無(wú)法由B.1轉(zhuǎn)換得到的，不能這樣處理。

根據(jù)物鏡放大倍數(shù)誤差計(jì)算公式
    

式中:Δβ--物鏡放大倍數(shù)誤差；L_i--標(biāo)準(zhǔn)玻璃線紋尺所用間距的像在目鏡分劃尺上的實(shí)際長(zhǎng)度，mm；L₀--標(biāo)準(zhǔn)玻璃線紋尺所用間距的像在目鏡分劃尺上的標(biāo)稱長(zhǎng)度，mm。

分別對(duì)式(2)中的L_i和L₀求偏導(dǎo)，求得靈敏系數(shù)
    

由于在正常情況下Li與L0數(shù)值很接近，可將L_i≈L₀，式(3)可簡(jiǎn)化為
    

故不確定度的大小跟測(cè)量所用的間距關(guān)系很大，同等物鏡倍數(shù)情況下，選用間距越大，不確定度越小。

2.對(duì)于B.5.2.1標(biāo)準(zhǔn)玻璃線紋尺不準(zhǔn)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，計(jì)算時(shí)只考慮到線紋尺本身的誤差，但實(shí)際測(cè)量時(shí)，線紋尺像是經(jīng)過(guò)物鏡放大后再與目鏡分劃尺比較讀數(shù)的，其影響量應(yīng)該乘以系數(shù)K′(K′為物鏡放大倍數(shù))。

此外，附錄B測(cè)量不確定度評(píng)定的測(cè)量模型適用于目鏡可拆卸的顯微鏡。對(duì)于無(wú)法拆卸目鏡，需使用放大率測(cè)定儀的顯微鏡，其放大倍數(shù)誤差測(cè)量結(jié)果不確定度還需另外評(píng)定，這是容易忽略的。

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本文刊發(fā)于《中國(guó)計(jì)量》雜志2018年第9期
作者：廣州計(jì)量檢測(cè)技術(shù)研究院 楊昭信