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

РЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ ЭНЕРГИИ ИМПУЛЬСНОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ.

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.

  1. ВИДЫ

    1. Устанавливают следующие виды средств измерений энергии импульсного лазерного излучения:

тепловые измерительные преобразователи;

измерительные приборы, основанные на тепловых и фотоэлект­рических измерительных преобразователях.

  1. Т

    Издание официальное

    епловые измерительные преобразователи подразделяют на виды в соответствии с ГОСТ 25312—82.

Перепечатка воспрещена

  1. © Издательство стандартов, 1983ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ

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

    2. 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.

  2. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ

    1. Измерительная аппаратура и вспомога­тельное оборудование

      1. Измерительная аппаратура и вспомогательное оборудо­вание, используемые при измерении основных параметров тепло­вых измерительных преобразователей, — по ГОСТ 25312—82.

      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;

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.

  1. Подготовка к измерениям

    1. Измерения проводят при нормальных условиях, установ­ленных в ГОСТ 24469—80.

    2. При проведении измерений следует руководствоваться требованиями безопасности, установленными в ГОСТ 24469—80.

    3. 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.

  1. 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



  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 в пределах, указанных в НГД на СИ конкретных видов. Коэффи­циент пропускания ослабителя 6 подбирают таким образом, чтобы обеспечить работу контрольного СИ в линейной области.

  2. 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,.

  3. 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.

  1. 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.

  1. 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%.

  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)

  1. 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.

  1. Оценивают среднее квадратическое отклонение 5(Л) ре­зультата измерений чувствительности измерительного прибора в процентах по формуле

)


/ У (Л-Л)2

' п -100. (8)

п(п— 1) v '

  1. 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.

    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.

    2. 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.

  1. 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.

  1. 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).

  2. 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)


де Кертах — значение коэффициента Kjср при отсчетах, соответ­ствующих крайнему верхнему значению диапазона измерений СИ;

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 формуле

Г 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;