ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СОЮЗА ССР
ФОТОЭЛЕМЕНТЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ
МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
Издание официальное
Цена
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТА
МРАЗРАБОТАН Государственным комитетом СССР по стандартам ИСПОЛНИТЕЛИ
Б. М. Степанов (руководитель темы), Л. И. Андреева, М. М. Егеров, И. Н. Гусева, С. А. Кайдалов, А. Ф. Котюк, В. И. Сачков, 3. M. Семичастнова, А. П. Ромашков, В. А. Яковлев
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. № 2990
Редактор В. П. Огурцов
Технический редактор А. Г. Каширин
Корректор Н. Н, Жуховцева
Сдано в наб. 14.0’8.82 Подл, к печ. 14.09.82 1,0 п. л. 1,19 уч.-изд, л. Тир. 10000 Цви» 5 кОп.
Ордена «Зиа» Почета» Издательство стандартов, 123557, Москва, Новопресненский пер., 3. Калужская типография стандартов, ул. Моековская, 256. Зак. 2158
Г
УДК 621.383.083:006.354
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
руппа П49СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
Ф
ГОСТ
25369-82
Основные параметры.
Методы измерений основных параметров
Measuring photocells. Basic parameters,
measuring methods of basic parameters
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 30 июля 1982 г. М2 2990 срок введения установлен
с 01.07.83
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт распространяется на фотоэлементы измерительные (далее фотоэлементы), 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 фотоэлементы, поставляемые как комплектующие изделия для средств измёрений.
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.
Аппаратура
Все параметры фотоэлементов измеряют в защитной камере. Защитная камера должна обеспечивать защиту фотоэлементов от внешних источников излучения, а также от воздействия магнитных и электрических полей.
Защитная камера должна иметь электрическое соединение с общей точкой измерительной схемы испытательной установки. Не
П
Издание официальное
ерепечатка воспрещена© Издательство стандартов, 19g2допускается использовать материалы с высокой люминесценцией в качестве конструктивных элементов, находящихся вблизи фотокатода. Предпочтительным материалом для этих целей является органическое стекло.
Конструкция камеры должна исключить появление побочных отражений от стенок камеры и деталей, расположенных в камере.
Для ослабления потока оптического излучения используют измерительные ослабители. Для ослабителей излучения 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.
І.'З.З. Источники питания
В качестве источников .питания фотоэлементов должны применяться источники постоянного напряжения с нестабильностью выходного напряжения не более 0,1 % при изменении напряжения питающей сети на ±10% и нестабильностью в течение времени, необходимого для проведения измерений, не более 0,1 %.
Напряжение на выходе источника питания должно регулироваться в пределах, необходимых для измерения конкретного параметра фотоэлемента.
Источники питания источника излучения
В качестве источников питания источника излучения применяют источники постоянного или переменного напряжения.
Нестабильность выходного напряжения источников питания при изменении напряжения питающей сети на ±10 % и в течение времени, необходимого для проведения измерения, должна быть не более — 0,2 %.
Измерительные приборы
Предел допускаемой относительной погрешности приборов, контролирующих напряжение питания фотоэлементов, должен соответствовать требуемой точности измерений, указанной в нормативно-технической документации на фотоэлементы конкретных типов.
Требования безопасности
При подготовке к измерениям и при проведении измерений параметров фотоэлементов следует руководствоваться общими правилами безопасности в соответствии с ГОСТ 12.2.003—74 и ГОСТ 24469—80.
Защитная камера с фотоэлементом должна быть оборудована блокировкой, исключающей возможность прикосновения оператора к- токопроводящим частям, а также сигнализацией о включении высокого напряжения.
Металлические корпуса измерительных приборов, в том числе переносных, необходимо заземлить.
Включение и отключение оборудования должно производиться с помощью выключателей, размещенных на пультах и панелях управления.
Приборы переносного типа размещают на рабочем столе, полках или выдвижных столиках оборудования.
Осциллографы и другие аналогичные приборы размещают на специальных тележках, рабочем столе, стеллажах.
Подготовка к измерениям
Все средства измерений перед началом работы должны быть установлены в рабочее положение, заземлены, включены в сеть и прогреты в течение времени, указанного в эксплуатационной документации.
При измерении параметров фбтбэлементов необходимо Облучать рабочую поверхность фотокатода в соответствии с требованиями нормативно-технической документации на фотоэлементы конкретных типов.
■»
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ
Основные параметры и характеристики фотоэлементов, а также диапазоны значений параметров, на -которые распространяются методы измерения, приведены в табл. 1.
Таблица 1
Параметры (характеристики) фотоэлемента |
Значения параметров, на которые распространяются методы, приведенные в настоящем стандарте |
Номера пунктов стандарта |
Область спектральной чувствительности, мкм |
0,22—1,3 |
3.1 |
Спектральная чувствительность A/Вт, на фиксированных длинах волн: 0,265; 0,530; 0,694; 1,06 мкм |
ю-6—10-2 |
3.2 |
Темновой ток, А, не более |
ю-6 |
3.3 |
Предел линейности характеристики преобразования в импульсном режиме, А |
0,5—50 |
3.4 ' |
Длйтельность импульсной характеристики но уровню 0,5, с, не более |
ю-7 |
3.5 |
Основная относительная погрешность измерения мощности, %, не более |
20 |
|
МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ
Область спектральной чувствительности фотоэлемента определяют по измерениям- относительной спектральной чувствительности фотокатода. При этом за границы области принимают длины волн, на которых относительная спектральная чувствительность составляет ДО 1 от максимального значения.
Принцип измерений
Метод измерений основан на сравнении спектральной чувствительности исследуемого фотокатода со спектральной чувствительностью контрольного приемника.
Аппаратура '
Схема расположения средств измерений и вспомогательных устройств должна соответствовать приведенной на черт. 1.
П еречень рекомендуемых средств измерений и'вспомогательных устройств приведен в рекомендуемом приложении 1.
Подготовка и проведение измерений
Фотоэлемент в защитной камере устанавливают у выходной щели монохроматора таким образом, чтобы поток излучения не выходил за пределы фотокатода.
З
/—блок питания и контроля режима источника излучения; 2—источник излучения; 3—освети
тельная система; 4— спектральный * прибор; 5—контрольный приемник излучения; 6—исследуе- • мый фотоэлемент; 7— устройство для изме-< рения выходного сигнала исследуемого фотоэлемента; 3— устройство для измерения выходного сигнала контрольного приемннказ 9— блок питания фотоэлемента.
Черт. 1
а выходной щелью монохроматора в защитной камере устанавливают поочередно контрольный приемник излучения и ис-~ следуемый фотоэлемент и регистрируют показания соответствующего прибора, поочередно заменяя контрольный приемник фотоэлементом 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 п. 3.1.3.3.
Обработка результатов
При использовании в качестве контрольных неселективных приемников относительную спектральную характеристику чувствительности исследуемого фотокатода S 0™(Х) определяют по формуле
n(X) 1 .
' <$отн(Х)= ПК(Х) ’
[ММ1шах =
ПКП) ((MMJmax
(1)
где л(%)—выходной сигнал исследуемого фотокатода;
п к(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 '
О Г ММ С ‘Эотя(Х) — j оти(Х)
n(X)
ММ
■ 5к
отн(Х). max
(2)
Черт. 2
ского излучения на основе лазера; 2—делительная пластина; 3, 6—измерительные ослабители; ■/—СИ ММ с известными параметрами; 5—контрольное средство измерений; 7—камера с исследуемым фотоэлементом; 8—источник питания фотоэлемента; 9—импульсный вольтметр или осциллограф
где5Котн(Х) —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 нм) — 25 %.
Ме.тод измерений спектральной чувствительности на фиксированных длинах волн
Принцип измерений
Спектральную чувствительность на фиксированных длинах волн определяют методом сравнения с аттестованным (поверенным) средством измерений максимальной мощности (далее СИ ММ).
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
При подготовке к измерениям напряжение питания фотоэлемента устанавливают в соответствии с нормативно-технической документацией на фотоэлементы конкретных типов.
Оптическую плотность измерительных ’ослабителей под- . бирают таким образом, чтобы обе
спечить работу исследуемого''фотоэлемента на уровне не более (0,54-0,7) 7ЛИН (где 7 лин—значение предела линейности фототока, указанное в нормативно-технической документации на фотоэлементы конкретных типов) и чтобы обеспечить работу контрольного средства измерений в линейном режиме.
Коэффициент деления делительной пластины определяют, подавая одиночный импульс излучения и снимая показания СИ ММ и контрольного средства измерений. Коэффициент деления К і рассчитывают по формуле
где К г — результат единичного наблюдения коэффициента деления делительной пластины;
N і — показание контрольного средства измерений — максимальное значение мощности излучения, отраженного от делительной пластины;
■Ртах; —максимальное значение мощности излучения, прошёд- шего через делительную пластину.
Проводят серию из п наблюдений 7Q (п>5). Среднее значение коэффициента деления делительной пластины К определяют по формуле
п і=і
и принимают его за результат измерений.
Средство измерений максимальной мощности с известными параметрами заменяют исследуемым фотоэлементом.
Спектральную чувствительность определяют путем измерений фототока І і в цепи или напряжения на выходе фотоэлементов и вычисляют по формуле