ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗА ССР

СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ ЭНЕРГИИ ИМПУЛЬСНОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

ВИДЫ. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ.

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ

ГОСТ 25678-83

Издание официальное

УДИ 535.231.15:621.375.826:006.354    Группа    П48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ ЭНЕРГИИ ИМПУЛЬСНОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ.

Виды. Основные параметры. Методы из верениц основных параметров

Instruments for immurement of puKe laser energy Iypes Basic paramekTs Method' for measurement oi basic p.nameier"

ОКСТУ 0343

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 23 марта 1983 г. N9 1306 срок введения установлен

с 01.07.84

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на средства измерений (СИ) энергии однократных импульсов лазерного излучения и ус танавлнвает их виды, основные параметры н методы измерении основных параметров при изменении параметров исследуемою т-лучеиия в пределах:

0,4—2; 10,6 мкм рабочие длины ноли.

10~¹⁰—500 Дж — диапазон значений энершн излучения.

10^⁹—1 е - длительность импульса излучения.

Стандарт но распространяется па измерительные имиу п>сные лазеры.

1. виды

1.1.    Устанавливают следующие вщы с ре тети измерений оперши импульсною лазерного излучения:

тепловые измерительные преобразователи; измерительные приборы, основанные на тепловых и фотоэлектрических измерительных преобразователях

1.2.    Тепловые измерительные преобразователи подразделяю! па виды в соответствии с ГОСТ 25312-82.

Перепечатка воспрещена

© Издательство стандартов, 1983

Стр. 2 ГОСТ 25678-83

2. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ

2.1.    Основные параметры тепловых измерительных преобразователей, используемых при измерении энергии импульсного лазерного излучения, — по ГОСТ 25312-82.

2.2.    Для измерительных приборов, используемых при измерении энергии импульсного лазерного излучения, в качестве основных параметров устанавливают чувствительность, пшенный динамический диапазон и основную относительную погрешность. Указанные параметры нормируют в технической документации на конкретные измерительные приборы.

3. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ

3.1.    Измерительная аппаратура и вспомогательное оборудование

3.1.1.    Измерительная аппараiура и вспомогательное оборудование, используемые при измерении основных параметров тепловых вам ери тельных преобразователей, — ло ГОСТ 253] 2—82.

3.1.2.    При измерении основных параметров измерительных приборов используют следующие измерительную аппаратуру и вспомогательное оборудование.

источник излучения на основе лазера или светодиода со значениями основных параметров, изменяющимися в пределах, находящихся внутри спектрального и динамического диапазонов исследуемого СИ;

среде 1 во измерений энергии импульсного лазерною излучения, аттестованное или прошедшее поверку (далее—СИ с известными параметрами), основная погрешность которого меньше предполагаемой основной погрешности исследуемого СИ, работающее в динамическом и спектральном диапазонах исследуемого СИ;

набор нейтральных ослабителей, аттестованных на рабочих длинах волн с пределами изменений значений коэффициента пропускания т от 0,1 до 0,9. Основная погрешность ослабителя — не более 3%;

оптическую систему, состоящую из оптических элементов, предназначенных для фокусировки и деления пучка лазерного излучения.

3 2. Подготовка к измерениям

3 2.1 Измерения проводят при нормальных условиях, установленных в ГОСТ 24469-80.

3.2.2.    При проведении измерений следует руководствоваться требованиями безопасности, установленными в ГОСТ 24469-80.

3.2.3.    Перед проведением измерений должны быть выполнены следующие подготовительные работы:

ГОСТ 25678-83 Стр. 3

исследуемое и контрольное СИ и СИ с известными параметрами должны быть заземлены, установлены а рабочее положение, включены в сеть, прогреты при номинальном напряжении электропитания и выдержаны в нормальных условиях в течение времени, указанного в эксплуатационной документации. Все операции по подготовке к измерениям следует выполнять з соответствии с «Правилами устройства электроустановок» и «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей», утвержденных Госэнергонадзором.

Оптическая система должна быть отъюстирована таким образом, чтобы излучение попадало в центр оптических элементов, осуществляющих фокусировку и деление пучков излучения, и в центр приемных поверхностен СИ. Не допускается даже частичное попа дание пучка на оправы входных окон СИ.

В помещении не должно быть конвекционных потоков (в том числе активной вентиляции), посторонних тепловых возмущений, внешних магнитных полей. Уровень запыленности не должен превышать 20 пыл/ч-см².

3.3. Определение чувствительности измерительных приборов на фиксированных длинах волн в диапазоне 0,4—2 м к м

Определяют чувствительность измерительных приборов на установке, схема которой приведена на чертеже, методом сравнения с аттестованным (поверенным) СИ в последовательности, приведенной ниже.

Блок-схема установки для определения чувствительности измерительных приборов

г г J i □ тл дг J 1 1 lO / - источник излучения. 2 - делительная пластина. /. ^—нейтральные ослабители. -/—СИ с известными па раметрамк 5—исследуемое СИ. 7—контрольное СИ

3.3.1. По показаниям СИ с известными параметрами устанавливают режим накачки источника излучения или подбирают коэффициент пропускания нейтрального ослабителя 3 таким образом, чтобы обеспечить работу СИ в таких условиях, чтобы энергия излучения, падающего на его чувствительный элемент, изменялась

ГОСТ 25678-83 Стр. 5

Примечание. В необходимых случаях значения чувствительности приборов, основанных на тепловых преобразователях, вычисляют с учетом поправки на температуру / в помещении, при которой выполняют измерения

А_и Л|Ц+«(*,.—01;    (0>

А, X А„.    (7)

I I

|де .1|    — результат единичного измерения чувствительности с поправкой на

температуру /;

/и — нормальная температура, равная 20 °С.

t — температура в помещении; а — температурный коэффициент, определяемый эмпирическим нутом указываемый в ПТД на СИ конкретных видов

Чувствительность измерительных приборов на длине волны 10,6 мкм определяют на установке, схема которой приведена па чертеже, при использовании в качестве источника излучения лазера непрерывного режима работы и при введении в эту схему дополнительного затвора, располагаемого перед делительной пластиной, в последовательности приведенной ниже.

3.4.1.    Изменяя длительность импульса лазерного излучения затвором и мощность излучения лазера по показаниям СИ с известными параметрами, добиваются, чтобы энергия импульса излучения, падающего на чувствительный элемент СИ, изменялась в пределах, указанных в НТД на СИ конкретных видов.

3.4.2.    Подавая с помощью затвора одиночные импульсы излучения, определяют К,, К, А,, А и S(A) в соответствии с пп. 3.3.3— 3.3.8.

3.5. Для каждой длины волны смешают центр входного окна СИ относительно центра сечения пучка па фиксированные расстояния вверх, вниз, влево, вправо, а также изменяя фиксированным образом угол между нормалью к плоскости входного окна СИ и осью пучка в пределах допускаемой расходимости лазерного излучения, для каждого нового положения СИ повторяют серию из п измерений (/г>5) и находят среднее значение чувствительности в соответствии с пп. 3.3.6 и 3.3.7. За искомое значение чувствительности А принимают среднее арифметическое полученных средних значений Д.

3.6. Определение диапазона

Линейность СИ исследуют на установке, схема которой приведена на чертеже, в последовательности, приведенной ниже.

3.6.1. Проводят п одновременных измерений энергии импульсов излучения (п»5) исследуемым и контрольным СИ и вычисляют среднее значение отношения показаний СИ по формуле

где N_t — отсчет по исследуемому СИ;

N_к — отсчет по [контрольному СИ; п — число измерений.

3.6.2.    Устанавливают поочередно аттестованные ослабители с коэффициентом пропускания т= 0,7; 0,5; 0,3; 0,1, чтобы отсчеты по исследуемому СИ лежали поочередно в последней, третьей, второй и первой четвертях шкалы, и проводят при каждом ослабителе по п одновременных измерений (п>5) исследуемым и контрольным СИ. Для каждой серии измерении находят среднее значение отношения показаний этих СИ по формуле (9).

3.6.3.    Коэффициент нелинейности исследуемого СИ или границу неисключенной систематической погрешности, обусловленную изменением чувствительности СИ в линейном динамическом диапазоне, в., д определяют в процентах по формуле

в_{д д}    .    ид    ₍Ю)

Лер max

где /С_ср max — значение коэффициента Kj _ср при отсчетах, соответствующих крайнему верхнему значению диапазона измерений СИ;

Kj _Ср —отношение показаний исследуемого и контрольного СИ при коэффициенте пропускания ослабителя ту в данной серии измерений.

Показание исследуемого СИ принимают равным верхнему пределу линейного динамического диапазона, если коэффициент нелинейности 0д._д равен, но не превышает значения, указанного в НТД на СИ конкретных видов, и принимают равным нижнему пределу линейного динамического диапазона, если 0_Д._Д равен, но не меньше соответствующего значения, указанного в НТД.

3.7. Определение основной погрешности Основную относительную погрешность определяют по формуле

ГОСТ 2567S—83 Стр. 7

где К — коэффициент, зависящий от соотношения случайной и не-нсключенной систематической погрешностей, от принятой доверительной вероятности и определяемый по ГОСТ 8.207—76;

S_i — оценка суммарного квадратического отклонения, характеризующая /-ю случайную погрешность;

п

ZS?— определяют по формуле

t=i

i si -f S;,    (12)

i- 1

где 5- — опенка среднего квадратического отклонения случайной погрешности СИ с известными параметрами, указанная в паспорте или свидетельстве о метрологической аттестации, %;

S₂ — оценка среднего квадратического отклонения результата измерений среднего значения чувствительности, вычисленная по формуле (8), %;

0_у—граница /-й составляющей неисключенной систематической погрешности;

т

£0: — определяют по формуле

/=» ¹

(13)

где в| — пеисключенная систематическая погрешность СИ с известными параметрами, указанная в паспорте или свидетельстве о метрологической аттестации, %;

0₂ — пеисключенная систематическая погрешность, обусловленная зависимостью чувствительности измерительного прибора от угла в пределах допускаемой расходимости лазерного излучения и места падения пучка излучения на входное окно СИ, %;

0з = 0л.л — пеисключенная систематическая погрешность, обусловленная изменением чувствительности СИ в линейном динамическом диапазоне, определяемая в процентах в соответствии с п. 3.6.3;

0£—граница составляющих неисключенной систематической погрешности, влияющих на изменение чувствительности (например, обусловленных изменением длительности и формы импульсов излучения, спектрального состава излучения, температуры, напряжения питания в пределах нормальных условий и т. п.), %.

Значения 6₂ и 6v вычисляют по формулам

(14)

Стр. 8 ГОСТ 25678-8*

где п — число результатов измерений;

А — среднее значение чувствительности (см. п. 3.3.7);

— значение чувствительности, определяемое в соответствии с п. 3.3.6 при максимально допускаемом изменении одного из влияющих на В₂ и 6s параметров.

Вид и число составляющих Bv устанавливают в зависимости от свойств использованных материалов, конструкций и условий применения исследуемого СИ.

ГОСТ 2567»—83 Стр. 9

ПРИЛОЖЕНИЕ

Рекомендуемое

П РОТОКОЛ измерений чувствительности измерительного прибора

Таблица 1

Результаты измерений Номер наблюдений Среднее значение 1 2 3 4 5 1. Показание контрольного СИ Hi 2. Значение энергии излучения Wt 3. Коэффициент деления делительной пластины Ki—Ni/Wi - 1 5 *=4-2/0 5 i=i 4. Оценка с. к. о. результата измерений К для п=5 / S (к-к,у- ад>-*У "20 * xioo% 5. Показание исследуемого СИ "j 6. Соответствующее показание контрольного СИ 7. Чувствительность исследуемого СИ Ai^KNj/Ni 1 5 4-2 ^ 5 <=1 8. Оценка с. к. о. результата измерения А для л*=5 - 1 1 й-л,)* 3(Л)- 1 I/ '=' у А У 20 xioo%