Примечание. Непосредственное измерение тока шума и тока фотосигнала ФЭПП производится при наличии в составе измерительной установки откалиброванного по току преобразователя ток—напряжение.
Если напряжение (ток) шума близки к напряжению (току) шума измерительной установки, то сначала необходимо зарегистрировать напряжение шума без подачи напряжения на ФЭПП, затем суммарное напряжение шума при подаче на него напряжения.
Напряжение шума (U m) в вольтах следует вычислять по формуле
, иву
где U ш, — суммарное напряжение шума при подаче напряжения, питания ФЭПП, В;
77ш1 — напряжение шума без подачи напряжения питания ФЭПП, в.
Если в состав измерительной установки входит преобразователь ток — напряжение, то сначала необходимо измерить ток без подключения ФЭПП, а затем ток с подключенным ФЭПП.
Ток шума (7Ш) в амперах следует вычислять по формуле
7Ш=/ , (20)
где /ш, — суммарный ток шума с подключенным ФЭПП, А;
7Ш1 — ток шума без подключения ФЭПП, А:
На испытуемый ФЭПП (ФПУ) подают модулированный поток излучения и регистрируют напряжение (ток) фотосигнала по показаниям регистрирующего прибора.
Обработка, оформление и оценка результатов
Погрешность измерения напряжения (тока) шума и напряжения (тока) фотосигнала не должна выходить за пределы интервала для 77 ш (7Ш) =±7 %, для Uс (7С ) =±7 %.
Метод определения эффективной фоточувствительной площади
Требования к средствам измерений
Требования к измерительным приборам и вспомогательным устройствам — по пп. 1.1.1.1—1.1.1.3.
Требования к источнику излучения — по п. 1.1.1.4.
Требования к модулятору — по п. 1.8.1.3.
Оптическая система измерительной установки, при определении эффективной фоточувствительной площадки ФЭПП с иммерсионной линзой, должна формировать на выходе пучок с расходимостью излучения не более а<10'.
Максимальный размер пятна оптического зонда на фоточувствительной поверхности ФЭПП (ФПУ) или на поверхности иммерсионной линзы (£>і, черт. 6а) необходимо выбирать в соответствии с требованиями ТУ на ФЭПП (ФПУ) конкретных типов. Если такие требования отсутствуют, то максимальный размер пятна в рабочем диапазоне спектра, в пределах которого сосредоточено не менее 90 % мощности падающего излучения, не должен превышать размера эффективной фоточувствительной площади. При этом распределение облученности в пятне должно быть централь- носимметричным.
Значение напряжения (тока) фотосигнала 77С(7С), при полном попадании пятна оптического зонда на фоточувстви- тельную площадь ФЭПП (ФПУ), должно соответствовать условию 17 с (7с )>Ю0 77ш(/ ш ) и находиться в пределах динамического диапазона ФЭПП (ФПУ).
Требования к регистрирующему прибору — по п. 1.5.1.5.
Требования к усилительному устройству — по пп. 1.8.1.4—1.8.1.9.
Конструкция координатного столика должна обеспечивать перемещение ФЭПП (ФПУ) относительно источника оптического излучения в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
Перемещение ФЭПП (ФПУ) должно осуществляться плавно, без рывков и вибраций.
Перемещение координатного столика относительно пятна оптического зонда должно измеряться при помощи индикаторных микрометров. При этом цена деления шкалы индикаторного микрометра не должна превышать 5 % диаметра пятна оптического зонда. Допускается применять в установке самописцы и устройства автоматического перемещения столика. При этом скорость перемещения должна выбираться таким образом, чтобы инерционность измерительной цепи не влияла на форму зависимости фотосигнала от величины перемещения.
Подготовка к измерениям
Измерение следует проводить на установке, структурная схема которой приведена на черт. 66.
1—оптическая система; 2— координатный столик; 3—иммерсионная система ФЭПП (ФПУ); 4—фоточувствительный элемент ФЭПП (ФПУ)
/—источник излучения; 2— модулятор; 3—оптическая система; -/—испытуемый ФЭПП (ФПУ); 5—усилительное устройство; 6—регистрирующий прибор; 7—координатный столик
Черт. 6
Измерительную установку следует готовить к работе в соответствии с требованиями эксплуатационной документации на установку.
Проведение измерений
Климатические условия проведения измерений — по п. 1.1.3.1.
Подготовительные операции — по п. 1.3.3.2.
Пятно оптического зонда устанавливают в зоне эффективной фоточувствительной площади ФЭПП (ФПУ). Добиваются максимального значения напряжения (тока) фотосигнала перемещением пятна оптического зонда относительно эффективной площади ФЭПП (ФПУ).
Испытуемый ФЭПП (ФПУ) следует перемещать вдоль одной из его осей симметрии до тех пор, пока значения напряжений (токов) фотосигнала (7с.Макс (Л.макс ) не будут соответствовать условию /7с(/с)=0,5 ІД,акс (71VaKC) — для прямоугольных площадок или Йс ()с)=0,44 U ма,.с (/ макс) — для круглых площадок. Регистрируют показания (Х[ и х2) индикаторного микрометра.
Перемещая ФЭПП (ФПУ) в перпендикулярном направлении, проводят измерения по п. 1.9.3.4 и регистрируют соответствующие показания (х) их)).
Обработка, оформление и оценка результатов
Эффективную фоточувствительную площадь (A3(Mj в мм1 следует вычислять по формулам:
при площади круглой формы
"d.2
АФФ=4^> (21)
где dЭфф — диаметр эффективной фоточувствителыюй площади круглой формы, определяемый по формуле
^эфф (х2 Х^), (22)
при площади прямоугольной формы
А1>Ф=[(х2—х1)|[(х)— х))], (23)
где х2, Xi и х), х) — координаты перемещений столика в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
Примечание. Эффективную фоточувствительную площадь при других формах площади следует определять по ТУ на ФЭПП (ФПУ) конкретных типов.
Погрешность определения эффективной фоточувстви- тельной площади не должна выходить за пределы интервала ±8 % с заданной вероятностью Р = 0,95.
Метод измерения статической чувствительности, порога чувствительности и обнаружительной способности ФЭПП (ФПУ) на модулированном излучении
Требования к средствам измерений
Требования к средствам измерений — по п. 1.8.1.
Подготовка к измерениям
Подготовка к измерениям — по п. 1.8.2.
Проведение измерений
Проведение измерений — по п. 1.8.3.Статическую вольтовую чувствительность ФЭПП (ФПУ) (SucT ) в вольтах на ватт и токовую чувствительность (S /ст) в амперах на ватт следует вычислять по формулам амперах на ватт следует вычислять по формулам
S„„= ; (24)
s,„= t , (25)
где [7.. (/с ) — среднее квадратическое значение напряжения (тока) фотосигнала, В (А);
Ф1 — среднее квадратическое значение потока излучения, Вт (лм).
Метод расчета потока излучения приведен в справочном приложении 3.
По результатам измерений напряжения (тока) фотосигнала и напряжения (тока) шума следует вычислять по формулам
порог чувствительности (ФП1) в Вт-Гц1'2 (лм-Гц1/2)
(114 ; (26>
Ucr ^Гэкв Jcr экв
удельный порог чувствительности (Ф*) в Вт-Гц12-см-1 (лм-Гц“1/2-см *)
П 1А эфф ■ А/Экв АГ'Мфф’А/зкв
обнаружительную способность (D) в Вт1-Гц1/2 (лм-1-Гц1/2)
D— _ uy Afэкв АГ А/экв . /QQ)
U, „Фх - /ШФ! ’ 1’
удельную обнаружительную способность (£>*) в Вт_,-Гц1/2-см (лм '■Гц1;2-СМ)
ру-п ОСГ •‘ГэффА/экв __ Al 'ГэффД/экв
““ й^ФІ ~ А^ ( ’
Погрешность измерения не должна выходить за пределы интервала с заданной вероятностью Р = 0,95:
% — для статической вольтовой (токовой) чувствительности;
% — для порога чувствительности;
% — для обнаружительной способности.
Метод измерения импульсной вольтовой (токовой) чувствительности
Требования к средствам измерений
Требования к измерительным приборам и вспомогательным устройствам — по пп. 1.1.1.1 —1.1.1.3
.Тип источника излучения, тип контрольного ФЭПП (ФПУ), длительность и форма импульсов, уровень мощности излучения следует выбирать с учетом параметров измеряемого изделия, установленных в ТУ на ФЭПП (ФПУ) конкретных типов.
В качестве источников излучения рекомендуется использовать полупроводниковые лазерные диоды или светодиоды, нестабильность выходной мощности которых не должна выходить за пределы интервала ±5 % за время измерений.
Нижняя (/„) и верхняя (/в) границы полосы пропускания усилительного устройства должны удовлетворять условию
/нХ<0,02/псвт; °’35 , (30)
т0.1—0,9
(0,9-0,1)
гДе /повт — частота повторения импульсов, Гц;
то, 1-0,9 —время нарастания или время спада импульсов пото- (0,9-0,11 ка излучения, с.
Если время нарастания и спада импульсов потока излучения не одинаковы, то в формулу (28) следует подставить значение наименьшего из них.
В качестве регистрирующего прибора рекомендуется использовать:
осциллограф или импульсный измеритель напряжения, общее время нарастания и спада переходной характеристики которых не превышает 30 % минимального времени нарастания и спада переходной характеристики испытуемого ФЭПП.
Требования к источнику питания — по п. 1.1.1.5.
Требования к камере тепла и холода — по п. 1.5.1.6.
В качестве контрольных ФЭПП (ФПУ) должны использоваться ФЭПП (ФПУ), аттестованные по импульсной чувствительности сличением с образцовыми средствами измерений в соответствии с поверочной схемой по ГОСТ 8.198—85.
Подготовка к измерениям
Измерение следует проводить на установке, структурная схема которой приведена на черт. 7.
Измерительную установку следует готовить к работе в соответствии с требованиями эксплуатационной документации на установку.
Проведение измерений
Климатические условия проведения измерений — по п. 1.1.3.1. При использовании камеры тепла и холода требования к установлению и поддержанию температуры должны соответствовать п. 1.5.1.6.
Подготовительные операции — по п. 1.3.3.2.
/—источник излучения; 2—испытуемый ФЭПП '(ФПУ); 3—усилительное устройство; 4—регистрирующий при
бор; 5—источник питания ФЭПП (ФПУ); 6 -камера тепла и холода; 7—контрольный ФЭПП (ФПУ)
Черт. 7
При отсутствии требований в ТУ на ФЭПП (ФПУ) конкретного типа сопротивление нагрузки (/?н) в омах должно соответствовать условию
т
/?н<0,05
(31)
0,1—0,9С
где то,і-c,а — время нарастания или время спада импульса излу- 0,9-0,і чения, с;
С — суммарная емкость ФЭПП и входа усилительного устройства,Ф.
Обработка, оформление и оценка результатов
Импульсную вольтовую чувствительность испытуемого ФЭПП (ФПУ) (Si/исп ) в вольтах на ватт и токовую (S/ltCp ) в амперах «а ватт к импульсному потоку следует определять по формулам:
S[7„cn= 5ук; (32)
(-'с к
5/исп = SIK, (33)
ис к
где U с исп, — максимальное значение напряжения фото
сигнала ФЭПП (ФПУ) испытуемого и контрольного соответственно,В;
S , S/k — вольтовая (токовая) чувствительность к мощности (энергии) падающего излучения контрольного ФЭПП (ФПУ), В/Вт.
Погрешность измерений импульсной вольтовой (токовой) чувствительности не должна выходить за пределы интервала ±15 % с заданной вероятностью Р = 0,95.
Метод определения собственной постоянной времени, времени нарастания и времени спада
Требования к средствам измерений
Требования к измерительным приборам и вспомогательным устройствам — по пп. 1.1.1.1 —1.1.1.3.
Источник излучения (модулятор) должен формировать трапецеидальные импульсы излучения.
Время нарастания (тод-о.э ) или время спада (то,9-о,1) импульса потока излучения в секундах должно удовлетворять условию
т0,1-0,9^0, Зт, (34)
0,9-0,1
где т — минимальное значение собственной постоянной времени ФЭПП, с, указанное в ТУ на ФЭПП конкретного типа.
Примечание. При несоблюдении условия (34) расчет времени нарастания и времени спада импульса потока излучения следует проводить по формулам:
То, 1-0,9 = ]/' Т0,1-0,9 изм Т0,1—0,9 пот > (35)
ТО,9-0,1 — ]/" ^0,9—0,1 изм ^0,9—0,1 пот ’ (36)
где то,і—0,9 изм , т 0,9—од изм — измеренное значение времени нара- стания и времени спада переходной характеристики;
т о,1-0,9пот ; то,э-0,1 пот — время нарастания и время спада импульса потока излучения.
Длительность импульса (тиип) потока излучения должна соответствовать условию
т„„п>5т. (37)
Скважность импульсов потока излучения должна быть больше или равна 2.
