А^З-И-О-ЛЪ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СОЮЗА ССР
ФОТОУМНОЖИТЕЛИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ.
МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
ГОСТ 25370—82
Издание официальное
Цена 5 коп.
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ
Москва
РАЗРАБОТАН Государственным комитетом СССР по стандартам
ИСПОЛНИТЕЛИ
Б. М. Степанов (руководитель темы); Л. И. Андреева, В. В. Бачериков, А. А. Богданов, И. Н. Гусева, С. А. Кайдалов, А. Ф. Котюк, В. Е. Кравцов, Л. С. Левинский, А. П. Ромашков, В. И. Сачков, 3. М. Семичастнова, В. Е. Стысин, С. В. Тихомиров
ВНЕСЕН Государственным комитетом СССР по стандартам
Член Госстандарта Л. К. Исаев
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 30 июля 1982 г. N° 299
1ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
Ф
ГОСТ
25370-82
Методы измерений основных параметров
Measuring photomultipliers. Basic parameters,
measuring methods of basic parameters.
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 30 июля 1982 г. № 2991 срок введения установлен
с 01.07.83
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт распространяется на фотоумножители измерительные (далее ФЭУ), предназначенные для использования в качестве средств измерений мощности и динамических характеристик оптического излучения, и устанавливает перечень основных параметров и методы их измерений.
Стандарт не распространяется на ФЭУ, поставляемые как комплектующие изделия для средств измерений.
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Все измерения проводятся при нормальных условиях в соответствии с ГОСТ 24469—80.
В помещении, где проводятся измерения, не должно быть конвекционных потоков (в том числе активной вентиляции) источников пыли, посторонних тепловых возмущений, внешних магнитных полей.
Перед измерением параметров ФЭУ должны быть выдержаны в течение времени и в условиях, указанных в нормативнотехнической документации на ФЭУ конкретных типов.
Поверхность входного окна ФЭУ должна быть расположена перпендикулярно направлению потока излучения, если иные требования не установлены в нормативно-технической документации на ФЭУ конкретных типов.
Все параметры ФЭУ измеряют в защитной камере.
А п п а р а ту р а
З
Издание официальное ★
ащитная камераПерепечатка воспрещена
© Издательство стандартов, 1982Защитная камера должна обеспечивать защиту ФЭУ от внешних источников оптического излучения, а также от воздействия других внешних факторов, указанных в нормативно-технической документации на ФЭУ конкретных типов.
Корпус защитной камеры должен иметь электрическое соединение с корпусом испытательной установки.
Проводящие поверхности конструкции камеры, соединенные с корпусом, не должны касаться баллона ФЭУ.
Не допускаются для изготовления изолирующих прокладок между баллоном ФЭУ и металлическими частями камеры использовать материалы, Вызывающие электризацию стекла. Не допускается использовать материалы с высокой люминесценцией в качестве конструктивных элементов, находящихся вблизи фотокатода ФЭУ.
Конструкция камеры должна исключать отражение от стенок камеры и деталей, расположенных в камере.
Диафрагма, ограничивающая рабочую площадь фотокатода, должна быть расположена непосредственно пёред фотокатодом, если иные требования не установлены в нормативно-технической документации на ФЭУ конкретных типов.
Размеры отверстия диафрагмы и точность их выполнения должны соответствовать рабочей площади фотокатода и требованиям нормативно-технической документации на ФЭУ конкретных типов.
Источники оптического излучения
Для измерения параметров ФЭУ в качестве источников излучения применяют стабильные лампы накаливания, светодиоды, лазеры.
Измерительные ослабители
Для ослабления потока оптического излучения используют измерительные ослабители. Для ослабителей должны быть указаны следующие технические и метрологические характеристики: коэффициент ослабления, как функция длины волны; погрешность коэффициента ослабления, как функция коэффициента ослабления и длины волны; стабильность коэффициента ослабления во времени.
Источники питания
Для питания ФЭУ следует применять, источники напряжения постоянного тока.
При измерении предела линейности характеристики преобразования в импульсном режиме нестабильность выходного напряжения источников питания при изменении напряжения питающей сети на ±10% не должна быть более ±0,05%.
Нестабильность выходного напряжения источников питания в течение времени измерения не должна быть более ±0,05%.
При измерении темнового анодного тока, нестабильности, времени нарастания переходной характеристики нестабильность выходного напряжения источников питания при изменении напряжения питающей сети на ±10% не должна быть более ±0,5%. Нестабильность выходного напряжения источников питания в течение времени измерения не должна быть более ±0,5%.
Напряжение пульсаций источников питания ФЭУ не должно быть более 50 мВ. В тех случаях, когда для питания ФЭУ применяют отдельные источники питания, нестабильность каждого при изменении напряжения питающей сети на ±10% не должна быть более ±0,3%.
Нестабильность выходного напряжения источников питания в течение времени измерения не должна быть более ±0,3%.
Напряжение пульсаций источников питания на выходе не должно быть более 50 мВ.
Делитель напряжения питания
Делитель напряжения питания должен обеспечивать распределение напряжения питания между динода’ми в соответствии с требованиями стандартов на ФЭУ конкретных типов.
Соотношение сопротивлений резисторов делителя должно соответствовать заданному распределению напряжений с погрешностью не более ± 1 %, кроме случаев, указанных в нормативно-технической документации на ФЭУ конкретных типов.
При измерении параметров ФЭУ ток делителя напряжения питания должен превышать средний анодный ток ФЭУ не менее чем в 100 раз, если другие требования не установлены в нормативнотехнической документации на ФЭУ конкретных типов.
При питании каскадов от отдельных источников напряжения значение их номинальных токов нагрузки не должно быть меньше значений токов соответствующих каскадов ФЭУ.
При работе ФЭУ в импульсном режиме звенья делителя напряжения, питающие последние каскады ФЭУ, должны шунтироваться конденсаторами, значение емкостей которых Сь Ф, рассчитывают по формуле
Ci^lOO *
U&,
(1)
где Q — максимальный заряд, переносимый импульсами анодного тока ФЭУ, Кл;
m — коэффициент усиления каскада умножительной системы;
п — общее число каскадов усиления;
— номер звена делителя напряжения, для которого рассчитывается емкость;
t/pi— напряжение на і-м звене делителя напряжения, В;
100— коэффициент, вводимый в предположении 1%-ного допустимого изменения напряжения на каскаде.
Измерительные приборы
При измерении параметров ФЭУ напряжение питания контролируют приборами класса не хуже 1,0.
Измерение токов до 3-Ю-8 А должно, выполняться прибора- м.и класса не хуже 1,5, а токов менее 3-Ю-8 А приборами, погрешность которых не превышает ±10%.
Требования безопасности
При подготовке к измерениям и при проведении измерений параметров ФЭУ следует руководствоваться общими правилами безопасности в соответствии с ГОСТ 12.2.003—74 и ГОСТ 24469—80.
Защитное заземление и сопротивление изоляции электрооборудования следует систематически контролировать в соответствии с ГОСТ 12.3.019—80.
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ
Основные параметры и характеристики ФЭУ, а также диапазоны значений параметров, на которые распространяются методы измерений, приведены в табл. 1.
Таблица 1
|
Параметры (характеристики) ФЭУ |
Значения параметров, на которые распространяются методы, приведенные в настоящем стандарте |
Номера пунктов стандарта |
|
Область спектральной чувствительности, мкм |
0,22--1,2 |
3.1 |
|
Спектральная анодная чувствительность, A/Вт, на фиксированных длинах волн |
10-1—10« |
3.2; 3.3 |
|
Темновой ток, А, не более |
10-5 |
3.4 |
|
Предел линейности характеристики преобразования в статическом режиме, А, не менее |
ю-« |
3.5 |
|
Предел линейности характеристики преобразования в импульсном режиме, А |
0,2—10 |
3.6 |
|
Время нарастания переходной характеристики, с, не более |
io-7 |
3.7 |
|
Нестабильность, %, не более |
'0 |
3.8; 3.9 |
|
Основная относительная погрешность измерения мощности, %, не более |
25 |
|
МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ
Область спектральной чувствительности ФЭУ определяют по измерениям относительной спектральной чувствительности фотокатода.
При этом за границы области принимают длины-волн, на которых относительная спектральная чувствительность составляет 0,01 от максимального значения.
Принцип, измерений
Метод измерений основан на сравнении спектральной чувствительности исследуемого фотокатода со спектральной чувствительностью контрольного приемника.
Аппаратура
С
хема расположения средств измерений и вспомогательных устройств должна соответствовать приведенной на черт. 1.
/—блок питания и контроля режима источника излучения; 2— источник излучения; 3— осветительная система;
4~ спектральный прибор; 5—контрольный приемник
излучения; 6—исследуемый ФЭУ; 7—устройство для измерения выходного сигнала исследуемого ФЭУ; 8— устройство для измерения выходного сигнала^ контрольного приемника; 9—блок питания ФЭУ.
Черт. 1
Перечень рекомендуемых средств измерений и вспомогательных устройств приведен в рекомендуемом приложении 1.
Подготовка и проведение измерений
ФЭУ в защитной камере устанавливают у выходной щели монохроматора таким образом, чтобы пЬток излучения не выходил за пределы фотокатода;
За выходной щелью монохроматора в защитной камере устанавливают поочередно контрольный приемник излучения и исследуемый ФЭУ и регистрируют показания соответствующего прибора поочередно, заменяя контрольный приемник ФЭУ либо на каждой длине волны, либо после прохождения всего спектрального диапазона.
В зависимости от вида кривой определяемой спектральной характеристики чувствительности измерения проводят с интервалом 5—20 нм в ультрафиолетовой области спектра и 10—30 нм в видимой и инфракрасной областях спектра.Полуширина спектрального интервала, выделяемого монохроматором, не должна превышать интервала, указанного в
Обработка результатов
При использовании в качестве.контрольных неселективных приемников относительную спектральную характеристику чувствительности исследуемого фотокатода S0TH (х> определяют по формуле
С Г пН) 1 . [tt(X)]max n(X) ,п
°отн (X) — I I ■ , (Z)
L Пк(Л) J Пк(Х). [я(Л)]тах ' '
где п(к) — фототок исследуемого фотокатода;
пк(Х) — выходной сигнал контрольного приемника.
При использовании в качестве контрольных селективных приемников с известной относительной спектральной характеристикой чувствительности относительную спектральную характеристику чувствительности исследуемого фотокатода определяют по формуле '
С Г Ч(Л) о 1 , ^(Л) С ~|
°отн(Х)— — •Окотн(Х)|. — -^котн(Х) (3)
L «к (Л) J Чк(Л) Jmax
где SK0TH(xi — относительная, спектральная характеристика чувствительности контрольного приемника.
Основная относительная погрешность измерения спектральной характеристики чувствительности фотоэлементов при принятой доверительной вероятности Р = 0,95 для видимой области спектра (380—780 нм) не должна превышать 12%, для ближней инфракрасной области (780—1200 нм) — 15%, для ближней ультрафиолетовой области (220—380 ні/) — 25%.
1-й метод измерений спектральной анодной чувствительности на фиксированных длинах волн
Принцип измерений
Спектральную анодную чувствительность на фиксированных длинах волн определяют с помощью аттестованных (поверенных) источников излучения на основе светодиодов.
Аппаратура
Схема расположения средств измерений и вспомогательных устройств должна соответствовать приведенной на черт. 2.
Перечень рекомендуемых средств измерений и вспомогательных устройств приведен в рекомендуемом приложении 1.
Подготовка и проведение измерений
Напряжение питания ФЭУ устанавливают в соответствии с нормативно-технической документацией на ФЭУ конкретных типов.
Поток излучения подбирают так, чтобы обеспечить работу исследуемого ФЭУ на уровне (0,5-4-0,7) /лин (где /лин — значение предела линейности анодного фотокатода, указанное в нормативно-технической документации на ФЭУ конкретных типов).
Спектральную анодную чувствительность определяют путем измерений анодного фототока Л ФЭУ.
Обработка результатов
Спектральную анодную чувствительность А и определяют по формуле
