阿贝折射仪的影响因素

宋伟丽 叶帅

吉林市计量测试技术研究院 吉林吉林 132013

物质的重要光学常数包括折射率以及平均色散，通过对两个参数进行测量，可以对其纯度以及色散大小等光学性能进行充分了解，本文对阿贝折射仪的折射率示值误差和平均色散示值误差的两个重要参数的影响因素进行研究与分析，现报道如下：

1 仪器测量原理

阿贝折射仪的测量原理是将测试样紧贴于一已知折射率的折射棱镜，将试样的折射率根据光线全反射临界角来进行求解。当使用白光照明仪器时，可以将被测试样和折射棱镜产生的综合色散选择直角色散棱镜来进行抵消，如此便可以在消色散位置得到一个较为清晰的临界线，此时可以得到D 谱线的折射率nD，同时需要对它所旋转的角度加以借助，通过色散分度圈上的读数Z 值和折射率nD来对被测试样的平均色谱nF-nc 计算出[1-2]。

2 折射率示值误差

（1）环境条件。相对湿度：＜85%，温度：（20±3℃）

（2）测量标准。折射率标准块：不确定度为δ=5×10-5（k=3）。K 应为斜体

（3）测量过程。检定规程的相关要求为，采用四种标准块和相应的折射液在白光照明的条件下进行分开测量，在两个消色散位置上每种标准块均各取一次折射率读数，为了保证数据的准确性，需要重复测量4 次以上，得出8 个以上的折射率测得值，最后将这些测得值处理后取平均值。二者的标准值之差，即为对该标准块折射率测量的示值误差。

2.1 测量模型

（1）测量模型。

其中，阿贝折射仪折射率的示值误差为 ，被测阿贝折射仪的折射率示值为 ，折射率标准块的标准值为 ，折射率标准块受温度变化引起的折射率为 。

（2）灵敏系数。

2.2 标准不确定度分量的来源

（1）被测阿贝折射仪的标准不确定度分量µ（nDm）u 都应为斜体

（2）测量重复性引起的标准不确定度分量µ（nDm1）

（3）分辨力引起的标准不确定度分量µ（nDm2）

（4）环境温度引起的标准不确定度分量µ（nDt）

（5）折射率标准块引起的标准不确定度分量µ（nDn）

2.3 标准不确定度分量的评定

（1）被测阿贝折射仪的标准不确定度分量µ（nDm）①测量重复性引起的标准不确定度分量µ（nDm1）

我们例子选取折射率标准块F2，其8 次的测量数据分别为1．6128，1．6129，1．6129，1．6129，1．6129，1．6129，1．6129，1．6130。其标准不确定度分量µ（nDm1）为：

µ（nDm1）=1．25×10-5

②分辨力引起的标准不确定度分量µ（nDm2）

结果为：

（3）环境温度引起的标准不确定分量µ（nDt）

折射率温度系数最大的为ZF2，其系数值为61×10-4/℃。因为温度范围为17-23℃，其由于温度变化而引起来的变化量最大值为

根据结果显示，其符合正态分布的规律，由于温度变化所引起来的标准不确定分量结果为：

2.4 合成标准不确定度的评定

结果为：

2.5 扩展不确定度评定

当置信概率约为95%，k=2 时，即

得出的结果为：U=7．4×10-5（k=2）。

3 平均色散示值误差

3.1 测量方法

（1）测量依据。测量依据为《阿贝折射仪检定规程》（JJG 625-2001）。

（2）环境条件。相对湿度：＜85%，温度：（20±3℃）

（3）测量标准。折射率标准块：不确定度为δ=7×10-5（k=3）。K 应为斜体

（4）测量过程。测量过程同折射率示值误差的测量过程基本一致。

3.2 测量模型

3.3 标准不确定度分量的评定

4 结语

本人的看法受水平的限制，还望相关学者批评与指正。