Часткова помилка, обумовлена неузгодженням масштабів шкал.

Як вже мовилося, в процесі збірки і юстування узгодження масштабів шкал проводиться розворотом шкал точного відліку, і оскільки ця юстувальна операція проводиться теж з якоюсь похибкою, то остання і викличе відповідну часткову помилку у вимірюванні рефракцій, величина якої може бути розрахована аналогічно формулі (2.36):

, (2.43)

де - похибка поєднання зображення двох ліній в кутовій мірі за окуляром приладу.

Необхідно відзначити, що часткові помилки, визначувані формулами (2.33) і, зростають у міру збільшення абсолютної величини рефракції вимірюваної лінзи. Тому весь діапазон рефракцій ділиться на декілька піддіапазонів, і для кожного з них проводиться розрахунок на точність.

Результати розрахунку величин часткових похибок в діапазоні вимірювання задніх вершинних рефракцій від -6 дптр до +6 дптр зведені в таблицю 2.1.

Таблиця 2.1

Розрахунок на точність окулярного діоптриметра в діапазоні 0 - 6 дптр

Первинна помилка	Часткова похибка
Найменування	Позначення	Величина	Розрахункова формула	Значення, дптр
Похибка фокусної відстані об'єктиву коліматора		0,08 мм		0,030
Похибка встановлення очкової лінзи уздовж оптичної осі діоптриметра		0,1 мм		0,0036
Похибка нанесення поділок на шкалі задньої вершинної рефракції		0,01 мм		0,010
Похибка зняття відліку по шкалах задньої вершинної рефракції		1'		0,006
Паралакс в зображенні двох шкал рефракцій (у долях від ширини штриха рефракцій)		0,5х0,02 мм		0,010
Неузгодження масштабів шкал		1'		0,006

 

При цьому величини первинних помилок прийняті на економічному рівні точності, окрім похибки величини фокусної відстані об'єктиву коліматора.

Для даного числового прикладу величина схемної похибки відповідно до формули (1.16) при діаметрі апертурної діафрагми у візуальному каналі діоптриметра, рівному 7 мм, складе

.

Найбільш вірогідне значення сумарної помилки вимірювання задньої вершинної рефракції в діапазоні вимірювання від -6 дптр до +6 дптр визначиться як корінь квадратний з суми квадратів всіх часткових помилок, включаючи схемну, тобто

,

де - число часткових похибок і складе при заданих допусках на первинні помилки

Якщо ж просто підсумувати всі часткові помилки, то вийде 0,082 дптр – максимальна похибка визначення рефракції у вказаному діапазоні.

Аналогічним чином проводиться розрахунок і для інших діапазонів вимірювання задньої вершинної рефракції.

З таблиці 2.1 випливає, що найбільша часткова похибка викликається відхиленням фокусної відстані об'єктиву коліматора від розрахункової величини. Відхилення фокусної відстані об'єктиву коліматора, що допускається, в таблиці 2.1 прийняте 0,25%, що перевищує допустиме відхилення, що забезпечується на економічному рівні точності для двохлінзових склеєних об'єктивів. Саме тому в розрахунковому прикладі передбачено виконання об'єктиву коліматора з двох склеєних компонентів, що дозволяє при юстуванні, регулюючи відстань між ними, точніше витримувати величину фокусної відстані об'єктиву коліматора.

При розробці методики юстування об'єктиву коліматора неминуче встануть наступні питання:

Яка повинна бути чутливість юстувального переміщення при регулюванні фокусної відстані об'єктиву?

Що більше: величина переміщення або викликана нею зміна фокусної відстані?

Відповідь на ці питання можна отримати простим способом, розглянувши формулу

для еквівалентної фокусної відстані системи з двох однакових тонких компонентів, фокусна відстань кожного з яких , розташованих на відстані уздовж оптичної осі, диференціюючи її по величині і замінивши диференціали їх приростами:

.

Знак "мінус" в останній формулі опущений, оскільки приріст може бути як з плюсом, так і з мінусом.

Оскільки відстань значно менше фокусної відстані кожного компоненту, то, вважаючи в останній формулі його рівним нулю, отримаємо, що

.

Отже, змінювати відстань між компонентами необхідно на величину, приблизно в 4 рази більшу, ніж необхідна величина регулювання фокусної відстані об'єктиву.

Точні значення величин переміщень визначаються розрахунком на комп'ютері фокусних відстаней об'єктиву (варіант ДО-14) коліматора при зміні відстані між компонентами з кроком, наприклад, 0,1 мм.

При проведенні розрахунку на точність неминуче встає питання про вимоги до механізму переміщення шкали рефракцій. Оскільки шкала рефракцій безпосередньо сполучена з рухомою маркою коліматора, то похибки механізму переміщення не роблять впливу на точність вимірювання рефракцій. До механізму пред'являються наступні вимоги: плавність ходу, відсутність мертвого ходу і достатня кінематична чутливість.

У деяких моделях діоптриметрів шкала рефракцій наноситься на маховичку механізму переміщення марки коліматора. У них, звичайно ж, не потрібна оптична відлікова система, а похибки виготовлення і складання механізму переміщення робитимуть вплив на точність вимірювання вказаної величини.

Величина кінематичної чутливості механізму переміщення марки повинна бути узгоджена з похибкою встанволення марки коліматора, обумовленою обмеженою чутливістю ока спостерігача до подовжніх установок. Якщо - кінематична чутливість механізму в мм/град, а мінімальне переміщення марки в разів менше похибки , визначуваної відповідно до формули 1.14, то, очевидно, повинне виконуватися наступне співвідношення

,

де - мінімальна величина лінійного переміщення пальців руки спостерігача;

- радіус маховичка механізму переміщення марки.

З останнього співвідношення може бути розрахована необхідна величина кінематичної чутливості механізму:

.

Оскільки , то, задавшись, наприклад, мм, мм, і , можна визначити по останній формулі величину кінематичної чутливості. Вона повинна знаходитися в межах від 0,035 до 0,003 мм/град. Отже, при величині переміщення шкали, рівної 55 мм, маховичок повинен здійснювати не менше обертів.

 

Висновки

· При проектуванні діоптриметра вибір його принципової схеми обумовлюється допустимою похибкою вимірювання основної вимірюваної величини – задньої вершинної рефракції очкових лінз.

· Фокусна відстань коліматора визначається, виходячи з необхідного діапазону вимірювання рефракцій очкових лінз.

· Вибір величини видимого збільшення зорової труби в окулярному діоптриметрі обумовлюється прийнятою величиною діаметру апертурної діафрагми візуального каналу.

· Величина інтервалу шкали рефракцій залежить лише від її ціни поділки і фокусної відстані об'єктиву коліматора.

· Величина інтервалу точної шкали рефракцій визначається лінійним збільшенням об'єктиву мікроскопа відлікової системи, інтервалом грубої шкали рефракцій і числом поділок на точній шкалі.

· Величина інтервалу шкали призматичної дії залежить від її ціни поділки і фокусної відстані об'єктиву зорової труби.

· Видима величина інтервалів всіх шкал за окуляром приладу повинна забезпечувати зручність зняття відліку ним.

· Вихідні зіниці оптичних систем візирного і відлікового каналів за окуляром приладу повинні співпадати.

· Похибка виконання величини фокусної відстані об'єктиву коліматора є одній з найбільш істотних первинних помилок діоптриметра.

Величина кінематичної чутливості механізму переміщення марки коліматора повинна бути узгоджена з необхідною похибкою вимірювання рефракції.