工業(yè)內(nèi)窺鏡校準(zhǔn)規(guī)范

工業(yè)內(nèi)窺鏡校準(zhǔn)規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于工業(yè)內(nèi)窺鏡的校準(zhǔn)。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件：GB/T13962-2009光學(xué)儀器術(shù)語JB/T11130-2011工業(yè)內(nèi)窺鏡JB/T9328-1999分辨力板凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本規(guī)范。3術(shù)語和計量單位3.1視場角fieldofviewangle內(nèi)窺鏡能觀察到的最邊緣點的主光線與視軸夾角的2倍，見圖1中的β，用度（°）表示。3.2視軸axisofview內(nèi)窺鏡探頭中心與物方視場中心的連線，見圖1。1—內(nèi)窺鏡探頭；2—最邊緣點主光線；3—視軸；P—垂直于視軸的參考平面；Z—最邊緣點圖1工業(yè)內(nèi)窺鏡工作視場模型4概述工業(yè)內(nèi)窺鏡是通過成像技術(shù)將被測物體成像在光敏面上，將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，由視頻處理器處理還原后在終端上顯示，用于觀察不能直視到的部位。主要用于汽車、航空發(fā)動機、管道、機械零件等的無損檢測。1—控制區(qū)，2—顯示終端，3—主（軟）管，4—探頭，5—鏡頭成像系統(tǒng)圖2工業(yè)內(nèi)窺鏡示意圖5計量特性5.1視場角不小于30°；5.2分辨力不小于5lp/mm；5.3探頭照度不小于2000lx；5.4測長示值誤差依據(jù)用戶要求。注：1、計量特性5.4，僅針對有測量功能的工業(yè)內(nèi)窺鏡；2、校準(zhǔn)工作不判斷合格與否，上述計量特性要求僅供參考。6校準(zhǔn)條件6.1環(huán)境條件環(huán)境溫度：（20±5）℃；相對濕度：≤80%；建議在暗室內(nèi)進(jìn)行校準(zhǔn)。其他：周圍無影響校準(zhǔn)工作正常進(jìn)行的電磁干擾及機械振動。6.2測量標(biāo)準(zhǔn)器及設(shè)備表1測量標(biāo)準(zhǔn)器及設(shè)備測量標(biāo)準(zhǔn)器及設(shè)備技術(shù)指標(biāo)視場角測標(biāo)詳見附錄A鋼卷尺（0～5）m，I級A1型分辨力板（1～100）lp/mm照度計測量范圍不小于3000lx，一級測長刻線板詳見附錄B7校準(zhǔn)項目和校準(zhǔn)方法7.1視場角將視場角測標(biāo)與工業(yè)內(nèi)窺鏡安裝在光具座（詳見附錄C），將內(nèi)窺鏡照明調(diào)至最亮狀態(tài)，調(diào)整光具座使視場角測標(biāo)分劃環(huán)與視場XX并垂直于視軸（如圖3），移動內(nèi)窺鏡探頭，使測標(biāo)分劃環(huán)直徑D外圓邊與內(nèi)窺鏡視場光欄圓周重合，用鋼卷尺測出物鏡探頭端面至標(biāo)靶的距離L，根據(jù)式（1）計算視場角β。β=2D分劃環(huán)直徑，mmL物鏡探頭端面至標(biāo)靶的距離，mm圖3視場角測量原理7.2分辨力將工業(yè)內(nèi)窺鏡與A1分辨力板安裝在光具座（詳見附錄C），將內(nèi)窺鏡照明調(diào)至最亮狀態(tài)，調(diào)整內(nèi)窺鏡探頭與分辨力板滿足說明書規(guī)定的工作距離并垂直于視軸后固定，通過顯示器觀察視場中心，以分辨清楚分辨力板同一組中四個方向的條紋為分辨力數(shù)值，以lp/mm為單位。7.3探頭照度將工業(yè)內(nèi)窺鏡與照度計置于光具座（詳見附錄C），將內(nèi)窺鏡照明調(diào)至最亮狀態(tài)，調(diào)整光具座，使內(nèi)窺鏡探頭與照度計距離為10mm，視軸穿過照度計探測區(qū)域中心并保證照XX充滿照度計探頭，待照度計指示值穩(wěn)定后，記錄讀數(shù)，取3次測量的平均值作為照度的校準(zhǔn)結(jié)果，并記錄校準(zhǔn)時環(huán)境光照度。7.4測長示值誤差將測長刻線板（詳見附錄B）置于工作臺面，選擇合適刻線，調(diào)整工業(yè)內(nèi)窺鏡探頭，使測長刻線板刻線在工業(yè)內(nèi)窺鏡顯示終端中顯示清晰，利用測量功能，測量刻線寬度，重復(fù)測量3次，記錄數(shù)據(jù)，三次測量結(jié)果的算術(shù)平均值x與測長刻線板對應(yīng)刻線寬度X的差值，即為測長示值誤差δ，按下式計算：δδ—x—X—對應(yīng)刻線板刻線實際寬度，mm。8校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)經(jīng)校準(zhǔn)的工業(yè)內(nèi)窺鏡出具校準(zhǔn)證書，校準(zhǔn)證書內(nèi)容及內(nèi)頁格式應(yīng)符合JJF1071-2010中5.12的要求，詳見附錄E。9復(fù)校時間間隔復(fù)校時間間隔是由儀器的使用情況、儀器本身質(zhì)量等諸因素所決定的，因此，送校單位可根據(jù)實際使用情況自主決定復(fù)校時間間隔。建議復(fù)校時間間隔一般為12個月。

附錄A視場角測標(biāo)技術(shù)要求和校準(zhǔn)方法A.1技術(shù)要求推薦視場角測標(biāo)的技術(shù)要求如表A.1所示，可使用邊長大于120mm的白色啞光材料制作。表A.1視場角測標(biāo)技術(shù)要求名稱范圍最大允許誤差直徑φ（10～100）mm≤0.1mmA.2校準(zhǔn)方法視場角測標(biāo)（如圖A.1）設(shè)置10mm，20mm，50mm，100mm四個直徑分劃環(huán)，直徑用影像儀直接測量，取外圓直徑作為測量結(jié)果，在每個分劃圓外圓上均勻取不少于8個點，測量三次，取三次測量的平均值作為測量結(jié)果。此項測量允許采用滿足測量精度要求的其他方法。圖A.1視場角測標(biāo)示意圖附錄B測長刻線板技術(shù)要求和校準(zhǔn)方法B.1技術(shù)要求推薦視場角測標(biāo)刻線的技術(shù)要求如表B.1所示，可使用玻璃或石英材料制作。表B.1測長刻線板技術(shù)要求名稱技術(shù)要求線寬≤±3μm刻線直線度≤2μm刻線平行度≤2μmB.2校準(zhǔn)方法測長刻線板（如圖B.1）設(shè)置0.5mm，1mm，3mm，5mm四個刻線，線寬、刻線直線度、刻線平行度均用影像儀直接測量，刻線每一邊均勻取不少于8個點，測量三次，取三次測量的平均值作為測量結(jié)果。此項測量允許采用滿足測量精度要求的其他方法。圖B.1測長刻線板示意圖附錄C光具座1—底板；2—導(dǎo)軌；3—內(nèi)窺鏡探頭固定裝置；4—內(nèi)窺鏡探頭；5—標(biāo)準(zhǔn)器夾持裝置工業(yè)內(nèi)窺鏡光具座由底板、導(dǎo)軌、內(nèi)窺鏡探頭固定裝置、標(biāo)準(zhǔn)器夾持裝置組成，其中內(nèi)窺鏡探頭固定裝置能夠?qū)崿F(xiàn)沿導(dǎo)軌左右移動，能夠調(diào)整內(nèi)窺鏡探頭與標(biāo)準(zhǔn)器的距離；標(biāo)準(zhǔn)器夾持裝置應(yīng)考慮到規(guī)范中所提到標(biāo)準(zhǔn)器通用裝夾，并有高度調(diào)節(jié)功能，方便測量時調(diào)整高度，保證視軸按要求對準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)器。此裝置僅為示例，能夠達(dá)到校準(zhǔn)效果的其他校準(zhǔn)裝置均可使用。附錄D照度測量不確定度評定示例D.1測量方法將工業(yè)內(nèi)窺鏡與照度計置于光具座，將內(nèi)窺鏡照明調(diào)至最亮狀態(tài)，調(diào)整光具座，使內(nèi)窺鏡物鏡探頭與照度計距離為10mm，視軸穿過照度計探測區(qū)域中心并保證照XX充滿照度計探頭，待照度計指示值穩(wěn)定后，記錄讀數(shù)，取3次測量的平均值作為照度的校準(zhǔn)結(jié)果D.2測量模型?式中：?EE內(nèi)窺鏡照度平均值，lxD.3不確定度傳播率考慮各分量彼此獨立，依據(jù)公式u得：uc2=式中:C1C2D.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量計算D.4.1工業(yè)內(nèi)窺鏡照度測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1s則：uD.4.2由照度計誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u2以照度為2800lx工業(yè)內(nèi)窺鏡為例，一級照度計相對示值誤差為±4%，則照度計最大誤差為±112lx，符合均勻分布則：u2=1123=64lxD.4.3由安裝誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u經(jīng)過多次測量，觀察多次安裝后測量結(jié)果最大相差100lx，符合均勻分布則：uD.5合成不確定度D.5.1主要標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)不確定度u測量重復(fù)性8lxu照度計誤差64lxu安裝誤差58lxD.5.2合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計算ucD.6擴展不確定度取包含因子k=2，則：U則相對不確定度U附錄E視場角示值測量不確定度評定示例E.1測量方法將視場角測標(biāo)與工業(yè)內(nèi)窺鏡安裝在光具座，將內(nèi)窺鏡照明調(diào)至最亮狀態(tài)，調(diào)整光具座使視場角測標(biāo)分劃環(huán)與視場XX并垂直于視軸，移動內(nèi)窺鏡物鏡探頭，使測標(biāo)分劃環(huán)直徑D外圓邊與內(nèi)窺鏡視場光欄圓周重合，用鋼卷尺測出物鏡探頭端面至標(biāo)靶的距離L，根據(jù)D.2測量模型計算視場角β。E.2測量模型β式中：β視場角，°D分劃環(huán)直徑，mmL物鏡探頭端面至標(biāo)靶的距離，mm、E.3不確定度傳播率考慮各分量彼此獨立，依據(jù)公式u得：uc2=式中:CC2E.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量計算以視場角為90°工業(yè)內(nèi)窺鏡，測量時光學(xué)工作距為10mm為例E.4.1標(biāo)準(zhǔn)器引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量uE測標(biāo)分劃環(huán)直徑引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1uE由光欄對線目視誤差引入的不確定度分量u2光欄對線目視誤差一般不超過為±2mm，假設(shè)其符合均勻分布，則：uE.4.1.3計算標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(D)由于假設(shè)工業(yè)視場內(nèi)窺鏡視場角為90°，工作距離為10mm，則CuE.4.2物鏡探頭端面至標(biāo)靶的距離偏差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(L)E.物鏡探頭端面至標(biāo)靶的距離定位偏差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u由于使用一級鋼卷尺測量物鏡探頭端面至標(biāo)靶的距離定位偏差則最大允許為±0.1mm，假設(shè)符合均勻分布，則，u3E.4.2.2物鏡探頭端面至標(biāo)靶的距離測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u對物鏡探頭端面至標(biāo)靶的距離重復(fù)測量10次，分別為：10.1，10.2，9.9，10.1，10.0，10.1，10.1，10.0，10.1，9.9根據(jù)貝塞爾公式計算其標(biāo)準(zhǔn)不確定度，則:uE計算標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(LCuE.5合成不確定度E.5.1主要標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)不確定度u標(biāo)準(zhǔn)器引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定分量69°u光學(xué)工作距偏差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定分量6.2°E.5.2合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計算ucE.6擴展不確定度取包含因子k=2，則：U附錄F測長示值誤差測量不確定度評定示例F.1測量方法將測長刻線板（詳見附錄B）置于工作臺面，選擇合適刻線，調(diào)整工業(yè)內(nèi)窺鏡探頭，使測長刻線板刻線在工業(yè)內(nèi)窺鏡顯示終端中顯示清晰，利用測量功能，測量刻線寬度，重復(fù)測量3次，記錄數(shù)據(jù)，三次測量結(jié)果的算術(shù)平均值x與測長刻線板對應(yīng)刻線寬度X的差值，即為測長示值誤差δ。F.2測量模型δ式中：δ—x—X—對應(yīng)刻線板刻線實際寬度，mm。F.3不確定度傳播率考慮各分量彼此獨立，依據(jù)公式ucuc2式中:C1=F.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量計算F4.1由重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1選用測長刻線板中1mm刻線，調(diào)整工業(yè)內(nèi)窺鏡使成像清晰后，測量10次，結(jié)果如下：1.003，1.004，1.006，1.004，1.006，1.003，1.005，1.002，1.005，1.004，根據(jù)貝塞爾公式計算其標(biāo)準(zhǔn)不確定度，則:uF4.2由標(biāo)準(zhǔn)器引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u選用測長刻線板中1mm刻線，其寬度最大允許誤差為±3μm，假設(shè)符合均勻分布，則uF.5合成不確定