уш -яз
Цена 3 коп.
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СОЮЗА ССР
СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ ЭНЕРГИИ
ИМПУЛЬСНОГО ЛАЗЕРНОГО
ИЗЛУЧЕНИЯ
ВИДЫ. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ.
МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
ГОСТ 25678—83
Издание официально
е
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО CW
Москва хййв
#Редактор Л. А. Бурмистрова
Технический редактор А. Г. Каширин
Корректор Л. Д. Пономарева
Сдано в наб. 14.04.83 Подп. к печ. 29.06.83 0.75 п. л. 0,58 уч.-изд. «і. Тир. 10000 Цена 3 коп.
Ордена «Знак Почета* Издательство стандартов. 123557, Москва, Новопресненский пер., 3.
Калужская типография стандартов, ул. Московская. 256. Зак. 1213ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
С
ГОСТ
25678-83
Виды. Основные параметры. Методы измерений основных параметров
Instruments lor measurement of pulse laser energy.
Types. Basic parameters. Methods for measurement oi
basic parameters
ОКСТУ 6343
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 23 марта 1983 г. № 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 устанавливает их виды, основные параметры и методы измерений основных параметров при изменении параметров исследуемого излучения в пределах:
0,4—2; 10,6 мкм — рабочие длины волн;
10~10—500 Дж — диапазон значений энергии излучения;
10 9—1 с — длительность импульса излучения.
Стандарт не распространяется на измерительные импульсные лазеры.
ВИДЫ
Устанавливают следующие виды средств измерений энергии импульсного лазерного излучения:
тепловые измерительные преобразователи;
измерительные приборы, основанные на тепловых и фотоэлектрических измерительных преобразователях.
Т
Издание официальное
★
Перепечатка воспрещена
© Издательство стандартов, 1983ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ
Основные параметры тепловых измерительных преобразователей, используемых при измерении энергии импульсного лазерного излучения, — по ГОСТ 25312—82.
Для измерительных приборов, используемых при измерении энергии импульсного лазерного излучения, в качестве основных параметров устанавливают чувствительность, линейный динамический диапазон и основную относительную погрешность. Указанные параметры нормируют в технической документации на конкретные измерительные приборы.
МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
Измерительная аппаратура и вспомогательное оборудование
Измерительная аппаратура и вспомогательное оборудование, используемые при измерении основных параметров тепловых измерительных преобразователей, — по ГОСТ 25312—82.
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;
средство измерений энергии импульсного лазерного 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 г. о/ • о .'0 ,
оптическую систему, состоящую из оптических элементов, предназначенных для фокусировки и деления пучка лазерного излучения.
Подготовка к измерениям
Измерения проводят при нормальных условиях, установленных в ГОСТ 24469—80.
При проведении измерений следует руководствоваться требованиями безопасности, установленными в ГОСТ 24469—80.
Перед проведением измерений должны быть выполнены следующие подготовительные работы:
исследуемое и контрольное СИ и СИ с известными параметрами должны быть заземлены, установлены в 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 в 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 поверхностей 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.
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
1 — источник излучения; 2 — делительная пластина; .;. 6—нейтральные ослабители; 4—СИ с известными параметрами: 5—исследуемое СИ; 7—контрольное СИ
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 в пределах, указанных в НГД на СИ конкретных видов. Коэффициент пропускания ослабителя 6 подбирают таким образом, чтобы обеспечить работу контрольного СИ в линейной области.
Определяют коэффициент деления делительной пластины, для чего подают одиночный импульс лазерного излучения и снимают показания СИ с известными параметрами и контрольного СИ, соответствующие значениям энергии излучения, прошедшего черз делительную пластину и отраженного от нее N,.
Вычисляют результат единичного измерения коэффициента деления К делительной пластины по формуле
4-. ■ 0)
где — 1-е показание контрольного СИ;
WL— 1-е значение энергии излучения, прошедшего через делительную пластину.
Проводят серию из п измерений К, (н>5) на одном уровне энергии и определяют среднее значение коэффициента деления делительной пластины по формуле
к-41л-
где К/ — результат единичного измерения коэффициента деления.
Оценивают среднее квадратическое отклонение S (К) результата измерения коэффициента деления делительной пластины в процентах по формуле
/ 7-і ~ '
_ . ■ / Ї (Л’-ЛС)3
I -100. (3)
v7Кг п(пI)
S (К) не должно превышать 1%.
Заменяют СИ с известными параметрами исследуемым СИ, регистрируют показания контрольного СИ и показания Ni исследуемого СИ и вычисляют значение чувствительности прибора А/ для единичного наблюдения по формуле
/44 (4)
Проводят серию из п измерений А( на том же
уровне энергии, при котором был определен коэффициент деления делительной пластины К. Определяют среднее значение чувствительности измерительного прибора
л -= A- g, ■ <5>
Примечание. В необходимых случаях значения чувствительности приборов, основанных на тепловых преобразователях, вычисляют с. учетом поправки на температуру t в помещении, при которой выполняют измерения.
АцЛ/[1-га(/|, /)); (6}
Лг ~ V Ati, (7)
где .1/; — результат единичного измерения чувствительности с поправкой на температуру t;
t„ — нормальная температура, равная 20 °С;
t — температура в помещении;
а — температурный коэффициент, определяемый эмпирическим путем ; указываемый в НТД на СИ конкретных видов.
Оценивают среднее квадратическое отклонение 5(Л) результата измерений чувствительности измерительного прибора в процентах по формуле
)
' п -100. (8)
п(п— 1) v '
Определение чувствительности измерительного прибора на длине волны 10,6 м к м
Чувствительность измерительных приборов на длине волны 10,6 мкм определяют на установке, схема которой приведена на 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.
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.
Подавая с помощью затвора одиночные импульсы излучения, определяют Д,- , К, А,, А и 5(Л) в соответствии с пп. 3.3.3— 3.3.8.
Для каждой длины волны смещают центр входного окна СИ относительно центра сечения пучка на 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 (п>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.Определение линейного динамического 'диапазона
Линейность СИ исследуют на установке, схема которой приведена на чертеже, в последовательности, приведенной ниже.
1 3.6.1. Проводят п одновременных измерений энергии импуль
сов излучения (н>5) исследуемым и контрольным СИ и вычисляют среднее значение отношения показаний СИ по формуле
-
(9)
_ V ^/л•Др —
П = 1 '*
где — отсчет по исследуемому СИ;
Nк— отсчет по контрольному СИ;
п — число измерений.
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 (и>5) исследуемым и контрольным СИ. Для каждой серии измерений находят среднее значение отношения показаний этих СИ по формуле (9).
Коэффициент нелинейности исследуемого СИ или границу неисключенной систематической погрешности, обусловленную изменением чувствительности СИ в линейном динамическом диапазоне, 0д.д определяют в процентах по формуле
г
0Д.Д —
max(Kcpmax К/ср/ту) 100
^ср max ’
(10)
К/ср —отношение показаний исследуемого и контрольного СИ при коэффициенте пропускания ослабителя Т;
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 0Д.Д равен, но не меньше соответствующего значения, указанного в НТД.
3.7. Определение основной погрешности
О
(11)
сновную относительную погрешность определяют по формулеГ і=1 3 /=1 где К — коэффициент, зависящий от соотношения случайной и не- исключенной систематической погрешностей, от принятой доверительной вероятности и определяемый по ГОСТ 8.207—76;
Sz — оценка суммарного квадратического отклонения, характеризующая 1-ю случайную погрешность;
п
SS? — определяют по формуле
1=1
V S2=s1 -^S2, , (12)
где Si — оценка 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), %;
07— граница j-й составляющей неисключенной систематической погрешности;