ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СОЮЗА ССР
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЛАЗЕРНОГО
ИЗЛУЧЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ
ТЕПЛОВЫЕ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
г,
ТИПЫ И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ
Издание официальное
Цена 5 коп.
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ..
Москва '
РАЗРАБОТАН Государственным комитетом СССР по стандартам ИСПОЛНИТЕЛИ
Б. М. Степанов (руководитель темы), T. Н. Игнатович, Ю. Д. Игнатьев,
А. С. Ильин, А. П. Кнюпфер, А. Ф. Котюк, С. М. Мельникова, В. И. Сачков
ВНЕСЕН Государственным комитетом СССР по стандартам
Член Госстандарта Л. К. Исаев
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 17 июня 1982 г. № 2425У
Группа П49
ДК 535.2.087.92.083:006.354ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
П
ГОСТ
25312-82
Типы и основные параметры. Методы измерений
Measuring thermal thermoelectric laser radiation transducers.
Types and basic parameters. Measuring methods
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 17 июня 1982 г. N9 2425 срок введения установлен
с 01.07. 1983 г.
Настоящий стандарт распространяется на термоэлектрические калориметрические преобразователи, предназначенные для использования в качестве рабочих и образцовых средств измерений энергии импульсного и средней мощности непрерывного лазерного излучения (далее — преобразователи энергии и (или) мощности излучения) .
ТИПЫ И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ
Устанавливают типы преобразователей энергии и мощности излучения, указанные в табл. 1.
Таблица 1
Тип преобразователя |
Пределы основной допускаемой относительной погрешности |
В ремя между двумя измерениями, мин, не более |
Параметры и характеристики измеряемого излучения |
||
Спектральный диапазон, м км |
Измеряемая эпергия (мощность) |
Длительность импульса но уровню 0,5, с |
|||
Преобразователи энергии излучения Преобразователи мощности излученИЯ |
2-10-2—20-10~2 1 - Щ—2—20-10-2 |
10 |
0,3—11,8 |
10“5-104 Дж 10-3—102 Вт |
10~8 —1 |
Энергетические, спектральные и временные диапазоны конкретных преобразователей энергии и (или) мощности излучения — по ГОСТ 8.357—79. ' ___
Издание официальное Перепечатка uuc;; ■гг угна
★
© Издательство стандартов, 1982
Таблица 2
Параметр (характеристика) преобразователя энергии
(мощности) излучения
Значение для преобразова-
теля
энергии
излу чения
мощности излучения
Коэффициент преобразования при температуре 293 К на фиксированной длине волны, мВ-Дж-1 (мВ-Вт-1)
Предельное относительное изменение коэффициента преобразования от уровня измеряемой энергии (мощности) в диапазоне (поддиапазоне) измерений, %, не более
Предельное относительное изменение коэффициента преобразования в диапазоне температур 283— 308 К, %-К.-1, не более
Предельное относительное изменение коэффициента преобразования от координаты приемного элемента, %-мм-1, не более
Время достижения максимального значения э.д.с. при значении коэффициента преобразования ОД— 150 мВ-Дж-1, с
Время сохранения значения э.д.с. на уровне, равном 0,95 максимального, при значении коэффициента преобразования 0,1—150 мВ-Дж-1, с
Постоянная времени при значении коэффициента преобразования 10—300 мВ-Вт-1, с
Примечание. В технических условиях на конкретные преобразователи допускается нормировать значения коэффициента преобразования для фиксированных значений длин волн из числа следующих: 0,5; 0,53; 0,63; 0,69; 1,06; 1,15; 10,6 мкм.
МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ
Общие положения
Все измерения проводят в нормальных условиях по ГОСТ 24469—80.
В помещении, где проводят измерения, не должно быть конвекционных потоков (в том числе активной вентиляции), источников пыли, посторонних тепловых возмущений, внешних магнитных полей.
Средства измерений должны быть поверены в соответствии с ГОСТ 8.002—71. Нестандартизованные средства измерений должны быть аттестованы в соответствии с ГОСТ 8.326—78.
При подготовке к измерениям и при проведении измерений следует руководствоваться правилами безопасности по ГОСТ 24469—80.
Подготовка к измерениям
Все средства измерений перед началом работы должны быть установлены в рабочее положение, заземлены, включены в сеть и прогреты в течение промежутка времени, указанного в технической документации, утвержденной в установленном порядке.
Лазеры устанавливают на станине оптической скамьи, остальные части измерительной схемы — на юстировочных столиках, входящих в комплект оптической скамьи.
Оптическая система должна быть отъюстирована по максимальным показателям таким образом, чтобы пучок лазерного излучения попадал в центры оптических элементов и приемных поверхностей преобразователей энергии или мощности излучения.
При необходимости включают систему термостатирования. Измерительный преобразователь выдерживают при постоянной температуре перед началом измерений не менее 30 мин.
Метод измерения коэффициента преобразования энергии излучения на фиксированной длине волны
Измерительная аппаратура и оборудование
При измерении следует использовать аппаратуру и оборудование, приведенные ниже:
лазер ГОР-ЮО М для измерений на длине волны 0,69 мкм — энергия импульса не менее 100 Дж, длительность импульса (5— 500)-1О-5 с;
лазер ГОС-ЗО для измерений на длине волны 1,06 мкм — энергия импульса 30—50 Дж, длительность импульса на уровне 0,5 10~3 с, расходимость не более 10 мин, режим работы — одиночные импульсы с интервалом 3 мин;
лазер Л Г-22 для измерений на длине волны 10,6 мкм — мощность в многомодовом режиме не менее 30 Вт, в одномодовом режиме не менее 10 Вт;
юстировочный лазер Л Г-78 для измерений на длине волны 0,63 мкм — средняя мощность не менее 25 мВт, расходимость не более 10 мин;
контрольные средства измерений одиночных импульсов ОСИ-33 — диапазон измерений 2-Ю-2— 10 Дж, основная погрешность не более 5- 10 2;
система регистрации: специализированный цифровой вольтметр Щ 68005 с цифропечатающим устройством Щ 68000 К, диа
пазон измерений 0—10 Дж, предел основной допускаемой погрешности
0,2 ± A ( —
где А = 0,1 (в поддиапазоне 0—10-1 Дж);
А = 0,05 (в поддиапазоне Ю-1 — 1,0 Дж);
А = 0,02 (в поддиапазоне 1,0—10,0 Дж);
Wk— верхняя граница поддиапазона измерений;
Wx— текущее значение измеряемой энергии;
измерительный усилитель постоянного тока И-37 классов точности 0,2—0,5;
система термостатирования — нестабильность температуры для диапазона 293—313 К не более 2 К-ч-1;
элементы оптической схемы:
механический затвор (см. справочное приложение 1) длительность импульса 0,5—1,0 с;
диафрагма из асбестоцемента (см. справочное приложение 2);
делительная пластина для измерений на длинах волн 0,69 и 1,06 мкм из стекла БС-3 по ГОСТ 9411—75, толщина 2 мм;
1—юстировочный лазер для измерений на длинах волн 0,69 и 1,06 мкм;
2—лазер для измерений на длинах волн 0,69; 1,06; 10,6 гікм; 3—зеркало; 4—механический затвор для измерений на длине волны 10,6 мкм;
5—диафрагма; 6—делительная пластина; 7—исследуемый преобразователь с системами регистрации и термостатирования; 8—котрольное средство измерений энергии одиночных импульсов; 9—юстировочный лазер для измерений на длине волны 10,6 мкм
Черт. 1
делительная пластина для измерений на длине волны 10,6 мкм из стекла ИКС-29 (см. справочное приложение 3);
зеркало из стекла К-8 по ГОСТ 3514—76 (см. справочное приложение 4).
Допускается применять другие средства измерений с аналогичными или лучшими характеристиками.
Проведение измерений и обработка результатов измерений
Схема измерений приведена на черт. 1.
После юстировки оптической системы устанавливают режим накачки лазера. Длительность импульса при измерениях на длине волны 10,6 мкм регулируют затвором. Значение энергии импульса должно быть близким к середине диапазона измерений.
Подают одиночный импульс лазера и с помощью контрольных средств измерений измеряют долю энергии, прошедшую через делительную пластину WOi и отраженную от нее W^. Определяют коэффициент деления делительной пластины ki по формуле
(
^01
1)Среднее значение коэффициента деления k определяют по результатам п измерений на одном уровне энергии (га = 5) по формуле
£ = -і— X (2)
пi=i
Среднее квадратическое отклонение результата измерений коэффициента деления S (k) вычисляют по формуле
j / S(^)2
s (k) = |/ п (3)
v1 г п(п—1) 4>
Контрольное средство измерений заменяют на исследуемый преобразователь с системами регистрации и термостатирования. После установки преобразователя и его юстировки подают единичный импульс лазера и регистрируют значение э.д.с. Еі и значение энергии по показаниям приборов. Коэффициент преобразования Кг вычисляют по формуле
K
(4)
i=k-^~Проводят пять измерений и определяют среднее арифметическое значение коэффициента преобразования К (га=5) по формуле
~К~ -і— X К, (5)
п
г Зак. МбСреднее квадратическое отклонение результата измерений коэффициента преобразования S (К) вычисляют по формуле
г~п—”
і/ Ї(/Сі-Ю2
5(Л)=Л--I/ . (6)
К У п(п— 1)
Суммарное среднее квадратическое отклонение результата измерений коэффициента преобразования Ss вычисляют по формуле
/ 02 і q2
Ss = V —V^+S2(/O+ W). (7)
где 0i и 02 — неисключенные систематические составляющие основной погрешности контрольных средств измерений, учитываемые как неисключенные систематические составляющие погрешности результата измерений.
Границы погрешности результата измерений коэффициента преобразования Лк вычисляют по формуле
△к =2Se (8)
При использовании измерительной аппаратуры и оборудования по п. 2.3.1 значение Лк не должно превышать 10-10~2 при доверительной вероятности 0,95. Форма протокола измерений приведена в обязательном приложении 5.
Метод измерения коэффициента преобразования мощности излучения на фиксированной длиневолны
Измерительная аппаратура и оборудование
Для измерений следует использовать аппаратуру и оборудование, приведенные ниже:
лазер ЛГ-106 Ml для измерений на длине волны 0,5 мкм — средняя мощность 10-1 — 2 Вт;
лазер ЛГ-76 для измерений на длине волны 10,6 мкм — средняя мощность 10-1 — 2 Вт;
лазер Л Г-38 для измерений на длине волны 0,63 мкм — средняя мощность не менее 50 Вт, расходимость не более 2 мин; .
контрольные средства измерений средней мощности ОСИ-32— диапазон измерений 10-2—102 Вт, основная погрешность не более 2-Ю-2;
система регистрации: специализированный цифровой вольтметр Щ 68006 — поддиапазон измерений до 100 мВт, предел ос
-
новной"допускаемой погрешности
Pk
0,05 + 0,02 ( р
; под
диапазон измерений 100—1000 мВт, предел основной допускае-
н
мой погрешности
0,02 ± 0,005
, где Pk — конеч-
система термостатирования по п. 2.3.1;
делительные пластины по п. 2.3.1;
юстировочный лазер по п. 2.3.1.
Допускается использовать другие средства измерений с аналогичными или лучшими характеристиками.
Проведение измерений и обработка результатов измерений
Схема измерений приведена на черт. 2.
/—блок лазера для измерений на длинах волн 0,5; 0.63 и 10,6 мкм, совмещенного с юстировочным лазером; 2—диафрагма; 5—делительная пластина; 4—исследуемый преобразователь с системами регистрации и термостатирования; 5—контрольное средство измерений средней мощности
Черт. 2
Лазерный пучок направляют на чувствительные элементы контрольных средств измерений. Одновременно регистрируют значения средней мощности пучка, прошедшего через делительную пластину и отраженного от нее Лг и Рм- Вычисляют значение коэффициента деления делительной пластины по формуле
К = (9)
Роі
Измерения повторяют пять раз. Среднее значение коэффициента деления вычисляют по формуле (2) при п = 5.
Контрольное средство измерений заменяют на исследуемый преобразователь с системами регистрации и термостатирования. После установки измерительного преобразователя и его юстировки устанавливают температуру измерения и одновремен- 2»