ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СОЮЗА ССР
ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
МАКСИМАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ
МОНОИМПУЛЬСНОГО
И ИМПУЛЬСНО-МОДУЛИРОВАННОГО
ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ОБРАЗЦОВЫЕ
М ЕТОДЫ И СРЕДСТВА ПОВЕРКИ
Издание официальное
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ
Москва
РАЗРАБОТАН Государственным комитетом СССР по стандартам ИСПОЛНИТЕЛИ
Б. М. Степанов, д-р физ.-мат. наук (руководитель темы); А. И. Глазов;
В. И, Сачков, канд. техн, наук; С. В. Тихомиров, канд. техн, наук; О. С. Шим- чук, канд. физ.-мат. наук
ВНЕСЕН Государственным комитетом СССР по стандартам
Член Госстандарта Л. К. Исаев
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 23 сентября 1981 г. № 434
7УДК 621.37.089.5 : 089.6 : 621.375.826 : 006.354 Группа Т88.8
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
Г
ГОСТ
8.443-81
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 23 сентября 1981 г. № 4347 срок введения установлен
с 01.07 1982 г.
Настоящий стандарт распространяется на образцовые средства измерений максимальной мощности моноимпульсного и импульсно- модулированного лазерного излучения (далее — ОСИ ММ) 1-го разряда, работающие на фиксированных длинах волн в диапазоне 0,4—1,2 мкм с длительностью импульсов в диапазоне 10~8—10 7 с в однократном режиме и с частотой повторения 25—100 Гц в динамическом диапазоне мощности 1012—10s Вт, и устанавливает методы и средства их первичной и периодической поверок.
ОПЕРАЦИИ И СРЕДСТВА ПОВЕРКИ
При проведении поверки должны быть выполнены операции, указанные ниже:
внешний осмотр (п. 3.1);
опробование (п. 3.2);
определение основной погрешности измерения коэффициента пропускания светофильтров (п. 3.3.1);
определение чувствительности ОСИ ММ и максимального отклонения ее от значения чувствительности, указанноге в паспорте (пп. 3.3.2—3.3.6);
определение основной относительной погрешности ОСИ ММ (п. 3.3.8).
При проведении поверки должны быть применены следующие средства:
р
Издание официальное
★
спектрофотометр типа СФ-26, основная погрешность ±1%;
оптическая скамья типа ОСК-2;
угломер с нониусом по ГОСТ 5378—66.
УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ И ПОДГОТОВКА К НЕЙ
Для используемых при поверке средств измерений, входящих в состав аппаратуры ОСИ ММ, должны быть соблюдены сроки поверки.
При проведении поверки должны быть соблюдены нормальные условия применения по ГОСТ 24469—80.
Аппаратура должна быть установлена в местах, защищенных от прямого освещения солнечным светом и светом других ярких источников. Обогревательные приборы должны быть размещены не ближе 1,5 м от аппаратуры. В помещении должна быть обеспечена приточно-вытяжная вентиляция.
Время непрерывной работы ОСИ ММ, включая время прогрева,— 8 ч.
Для проведения поверки ОСИ ММ моноимпульсного излучения включают внешний модулятор, входящий в состав рабочего эталона (РЭ), и из последовательности импульсов излучения с частотой 25 Гц выделяют одиночный импульс.
Подготовка к поверке и включение рабочего эталона максимальной мощности и ОСИ ММ —по технической документации, утвержденной в установленном порядке.
После выдержки средств измерений и оптических элементов при температуре окружающей среды ниже 10°С они должны быть выдержаны в сухом помещении при комнатной температуре в течение 2—3 ч.
Перед проведением поверки электронная аппаратура должна быть прогрета в течение 60 мин (не менее).
ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ
Внешний осмотр
При внешнем осмотре ОСИ ММ должно быть установлено:
соответствие комплектности технической документации, утвержденной в установленном порядке;
отсутствие внешних повреждений;
соответствие соединений функциональной схеме;наличие надежных заземлений приборов и ОСИ ММ в целом;
отсутствие пыли, жировых пятен, следов влаги на рабочих поверхностях оптических элементов;
отсутствие трещин и сколов на стекле.
Опробование
Включают аппаратуру ОСИ ММ и проверяют ее работоспособность в соответствии с технической документацией, утвержденной. в установленном порядке.
Устанавливают приемную головку поверяемого ОСИ ММ на оптическую скамью рабочего эталона в соответствии с технической документацией на ОСИ ММ и РЭ, утвержденной в установленном порядке.
Юстируют оптическую систему таким образом, чтобы излучение попадало в центр оптических элементов, с помощью которых производят фокусировку и деление пучков излучения. Юстировку производят с точностью ± 1 мм. При этом используют юстировочный лазер, входящий в состав рабочего эталона, и механизм перемещения ОСИ ММ.
Определение метрологических характеристик
Определяют коэффициенты пропускания светофильтров на длине волны 1,06 мкм в последовательности, изложенной ниже:
на спектрофотометре устанавливают контрольный образец. Если контрольным образцом служит воздух, значение потока излучения принимают за 100% пропускания;
устанавливают стрелку спектрофотометра на нуль;
открывают фотоэлемент и устанавливают стрелку спектрофотометра на деление 100%, вращая рукоятку механизма изменения ширины щели;
закрепляют светофильтр в специальном приспособлении на предметном столике спектрофотометра, устанавливают спектрофотометр в рабочее положение, открывают фотоэлемент и снимают отсчет по шкале пропускания;
выводят из потока излучения поверяемый светофильтр и вводят контрольный образец, при этом стрелка спектрофотометра должна вернуться к делению 100%.
Определяют оценку среднего квадратического отклонения результата измерений по формуле
«(n—1)
где S — оценка среднего квадратического отклонения результата измерений;
т — среднее арифметическое результатов наблюдений;
т, —• і-й результат наблюдения;
п — число наблюдений, равное 5.
Доверительные границы случайной погрешности измерения находят по формуле
где t — коэффициент Стьюдента при доверительной вероятности Р = 0,95.
Основную погрешность измерения коэффициента пропускания светофильтров определяют по формуле
Дсв = тсв ' Д
где Тсв — коэффициент пропускания;
Д = 0,01 — систематическая погрешность измерения спектрофотометром, равная 0,01.
Относительную основную погрешность измерения коэффициента пропускания светофильтров определяют по формуле
в = Асп-
'-'св
Тсв
Определяют чувствительность ОСИ ММ на уровне мощности 103 Вт методом прямых одновременных измерений сигнала на выходе ОСИ ММ и максимальной мощности излучения лазера рабочего эталона и последующим расчетом чувствительности по формуле
^РЭ
где Si — і-й результат наблюдения;
VQi — сигнал на выходе ОСИ ММ, ед.;
Ррэ~ значение мощности рабочего эталона, Вт.
Расширение диапазона работы ОСИ ММ до 105 Вт достигается введением аттестованных светофильтров, входящих в состав ОСИ ММ.
Результаты измерения по данному и последующим пунктам заносят в протокол, форма которого приведена в обязательном приложении.
Проводят пять измерений сигнала на выходе ОСИ ММ на одном уровне мощности рабочего эталона и определяют среднее значение чувствительности по формуле
где S; — 1-е значение чувствительности в серии измерений.Смещают головку ОСИ ММ относительно центра пучка
D—d излучения поочередно вверх, вниз, влево и вправо на - —■ ■, где D —диаметр входного зрачка;
d — диаметр пучка излучения.
Затем фиксированным образом изменяют угол между нормалью к плоскости входного окна ОСИ ММ и осью пучка излучения поочередно в вертикальной и горизонтальной плоскостях на ~, где а — угол поля зрения.
Для каждого положения ОСИ ММ повторяют операции, указанные в пп. 3.3.2 и 3.3.3.
В пучок излучения перед поверяемым прибором последовательно вводят аттестованные нейтральные светофильтры с такой оптической плотностью, чтобы обеспечить сигнал на выходе ОСИ ММ на уровне 5-Ю2 и 102 Вт, и для каждого уровня мощности повторяют операции, указанные в пп. 3.3.2 и 3.3.3.
Из найденных средних значений чувствительности ОСИ ММ выбирают максимальное и определяют его относительное отклонение в процентах от значения чувствительности ОСИ ММ, указанного в паспорте при предыдущей поверке, по формуле
Л = . 100,
5п
где Зп— значение чувствительности ОСИ ММ, указанное в паспорте при предыдущей поверке;
Smax — максимальное среди найденных средних значений чувствительности.
Из найденных по пп. 3.3.3—3.3.5 средних значений чувствительности выбирают минимальное и при условии, если оно не ниже значения чувствительности, указанного в паспорте, и не отличается от значения чувствительности, указанного при предыдущей поверке более чем на 14%, заносят его в паспорт ОСИ ММ.
При наличии стабильной чувствительности выбирают не минимальное, а среднее значение 5.
Определяют основную относительную погрешность ОСИ ММ по формуле
где К — коэффициент, зависящий от соотношения случайной и неисключенной систематической составляющих погрешностей, определяемый по ГОСТ 8.207—76
;
0 — неисключенная систематическая составляющая основной относительной погрешности, равная
62=0І+О2св;
08 — составляющая систематической погрешности, обусловленная изменением чувствительности ОСИ ММ в зависимости от зоны и угла попадания луча в оптический блок, определяемая в процентах по формуле
9 з ■ -100;
Ррэ
Ро— отношение, равное т-ах;
• S и
Уотах— максимальное из средних значений показаний ОСИ ММ, выбранное из результатов измерений по пп. 3.3.2—3.3.5;
0СВ — составляющая неисключенной погрешности, обусловленная введением светофильтров, входящих в комплект ОСИ ММ, определяемая по формуле
S2=S2(Smax)4-S2P9,
S — случайная составляющая основной относительной по-, грешности;
SGSmax) — оценка среднего квадратического отклонения результатов измерений максимального среднего значения чувствительности, определяемая в процентах по формуле
Зрэ — среднее квадратическое отклонение результатов поверки рабочего эталона.
ОСИ ММ считают годными к эксплуатации по результатам поверки, если:
максимальное относительное отклонение среднего значения чувствительности от значения, указанного в паспорте, не превышает 14%;
минимальное из средних значений чувствительности не ниже значения чувствительности, указанного в паспорте;
относительная основная погрешность ОСИ ММ не более 14%.
ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ
Положительные результаты поверки оформляют выдачей свидетельства о государственной поверке по форме, установленной Госстандартом, или записью в формуляре.
ОСИ ММ, прошедшие поверку с отрицательными результатами, к применению не допускают и на них выдают извещение о непригодности.ПРИЛОЖЕНИЕ
Обязательное
ПРОТОКОЛ №
поверки образцового средства измерений максимальной мощности
моноимпульсного (импульсно-модулированного)
нужное подчеркнуть
лазерного излучения, принадлежащего
наименование организации
Тип ОСИ ММ
Изготовитель «— . -Год изготовления
Порядковый номер по системе нумерации предприятия-изготовителя
ОСИ ММ поверено — 198 г _
кем
Температура К (°С), влажность %,
давление в помещении при поверке кПа
Результаты внешнего осмотра и опробования
Результаты поверки светофильтров, входящих в состав ОСИ ММ
Результаты определения чувствительности на уровне мощности 103 Вт при различных положениях головки поверяемого ОСИ ММ относительно пучка излучения:
Р
Показания рабочего ррэ. Вт
Показания ОСИ ММ, ед.
Чувствительность ОСИ ммsl= ~
РЭ
езультаты определения чувствительности ОСИ ММ при иопадании пучкаНомер измерения
1
2
3
4
5Примечание. Аналогичные таблицы составляют для других положений головки ОСИ ММ относительно пучка излучения: