allgosts.ru31.080 Полупроводниковые приборы31 ЭЛЕКТРОНИКА

ГОСТ Р 59606-2021 Оптика и фотоника. Устройства фотоприемные второго и последующих поколений. Методы измерений фотоэлектрических параметров и определения характеристик

Обозначение:
ГОСТ Р 59606-2021
Наименование:
Оптика и фотоника. Устройства фотоприемные второго и последующих поколений. Методы измерений фотоэлектрических параметров и определения характеристик
Статус:
Действует
Дата введения:
03.01.2022
Дата отмены:
-
Заменен на:
-
Код ОКС:
31.080.01

Текст ГОСТ Р 59606-2021 Оптика и фотоника. Устройства фотоприемные второго и последующих поколений. Методы измерений фотоэлектрических параметров и определения характеристик

ГОСТ Р 59606-2021


НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


Оптика и фотоника


УСТРОЙСТВА ФОТОПРИЕМНЫЕ ВТОРОГО И ПОСЛЕДУЮЩИХ ПОКОЛЕНИЙ


Методы измерений фотоэлектрических параметров и определения характеристик


Optics and photonics. Photodetector devices of second and next-generations. Methods for photoelectric parameters measuring and determination of characteristics

ОКС 31.080.01

Дата введения 2022-03-01


Предисловие


1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием "Научно-исследовательский институт физической оптики, оптики лазеров и информационных оптических систем Всероссийского научного центра "Государственный оптический институт им.С.И.Вавилова" (ФГУП "НИИФООЛИОС ВНЦ "ГОИ им.С.И.Вавилова") и Акционерным обществом "Научно-производственное объединение "Орион" (АО "НПО "Орион")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 296 "Оптика и фотоника"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 12 октября 2021 г. N 132-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомления и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)


1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на фотоприемные устройства (ФПУ) второго и последующих поколений, чувствительные к излучению в ультрафиолетовом и в инфракрасном диапазоне спектра. Допускается проводить измерения ФПУ, чувствительных к излучению в видимом диапазоне спектра.

Настоящий стандарт не распространяется на ФПУ, представляющие собой средства измерений, подлежащие испытаниям в целях утверждения типа средств измерений.

Настоящий стандарт допускается применять к ФПУ первого поколения.


2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.0.004 Система стандартов безопасности труда. Организация обучения безопасности труда. Общие положения

ГОСТ 12.1.019 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты

ГОСТ 12.1.030 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление

ГОСТ 12.1.038 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов

ГОСТ 12.2.007.0 Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.2.007.14 Система стандартов безопасности труда. Кабели и кабельная арматура. Требования безопасности

ГОСТ 12.2.032 Система стандартов безопасности труда. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования

ГОСТ 12.2.033 Система стандартов безопасности труда. Рабочее место при выполнении работ стоя. Общие эргономические требования

ГОСТ 12.3.002 Система стандартов безопасности труда. Процессы производственные. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.4.308 Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты глаз. Очки для защиты от лазерного излучения. Общие технические требования и методы испытаний

ГОСТ 31581 Лазерная безопасность. Общие требования безопасности при разработке и эксплуатации лазерных изделий

ГОСТ EN 208 Система стандартов безопасности труда. Средства защиты глаз при работе по настройке лазеров и лазерных систем. Общие технические требования, методы испытаний, маркировка

ГОСТ Р 8.568 Государственная система обеспечения единства измерений. Аттестация испытательного оборудования. Основные положения

ГОСТ Р 8.654 Государственная система обеспечения единства измерений. Требования к программному обеспечению средств измерений. Основные положения

ГОСТ Р 8.736 Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения

ГОСТ Р 12.1.031 Система стандартов безопасности труда. Лазеры. Методы дозиметрического контроля лазерного излучения

ГОСТ Р 55702 Источники света электрические. Методы измерений электрических и световых параметров

ГОСТ Р 58566-2019 Оптика и фотоника. Объективы для оптико-электронных систем. Методы испытаний

ГОСТ Р 59605-2021 Оптика и фотоника. Приемники излучения полупроводниковые фотоэлектрические и фотоприемные устройства. Термины и определения

ГОСТ Р 59607-2021 Приемники излучения полупроводниковые. Фотоэлектрические и фотоприемные устройства. Методы измерений фотоэлектрических параметров и определения характеристик

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.


3 Термины, определения и сокращения


3.1 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 59605-2021, а также следующий термин с соответствующим определением:

3.1.1


частота строк (кадров, полей): Величина, обратная периоду строчной (кадровой, полевой) развертки.

[ГОСТ 21879-88, приложение 1, статья 24]


3.2 Сокращения

В настоящем стандарте применены следующие сокращения:


АЦП

- аналого-цифровой преобразователь;

АЧТ

- абсолютно черное тело;

БИС

- большая интегральная схема;

БЭО

- блок электронной обработки;

ВЗН

- временная задержка накопления;

ИК

- инфракрасный;

МКС

- микрокриогенная система;

НД

- нормативный документ;

ОСХЧ

- относительная спектральная характеристика чувствительности;

ОСШ

- отношение сигнал/шум;

ОШШ

- отношение шума фотоприемного устройства к шуму блока электронной обработки;

ПК

- персональный компьютер;

ПО

- программное обеспечение;

СИ

- средство измерения;

СКО

- среднеквадратическое отклонение;

ТСУИФ

- технические устройства (системы) с измерительными функциями;

ТУ

- технические условия;

УФ

- ультрафиолетовый;

ФРТ

- функция рассеяния точки;

ФЧЭ

- фоточувствительный элемент;

ФЭПП

- фотоэлектрический полупроводниковый приемник излучения;

ФЭС

- фотоэлектрическая связь;

ЧКХ

- частотно-контрастная характеристика;

ЭШРТ

- эквивалентная шуму разность температур.


4 Методы измерений и определения характеристик


4.1 Метод измерения шума

4.1.1 Сущность метода

4.1.1.1 Метод применяют для измерения шума каждого ФЧЭ, среднего значения шума ФПУ или выбранной области (далее в настоящем разделе - не приводится, но подразумевается возможность измерения параметров в выбранной области) и разброса значений шумов ФЧЭ по всей фоточувствительной области ФПУ или выбранной области.

4.1.1.2 За шум ФЧЭ (канала ВЗН) ФПУ принимают СКО фотоотклика с данного элемента.

4.1.1.3 За среднее значение шума ФПУ принимают среднее значение ФЧЭ ФПУ по недефектным элементам.

4.1.1.4 За разброс значений шумов ФЧЭ ФПУ принимают СКО шумов ФЧЭ ФПУ по недефектным элементам.

4.1.2 Средства измерений и вспомогательное оборудование

4.1.2.1 СИ должны быть поверены и откалиброваны в соответствии с нормативными документами, устанавливающими порядок и методы поверки и калибровки конкретных средств измерений. Вспомогательное оборудование должно быть аттестовано в соответствии с ГОСТ Р 8.568. Допускается использовать для измерений калиброванные СИ, а также вспомогательное оборудование с нормированными метрологическими характеристиками в соответствии с требованиями настоящего стандарта.

Автономное ПО самостоятельной поставки, применяемое для измерений, должно быть аттестовано в установленном порядке в соответствии с ГОСТ Р 8.654. Аттестация ПО не требуется, если ПО входит в состав функционально законченных СИ или ТСУИФ или его применяют только для функции дублирования отображения/записи информации.

Перечень СИ и вспомогательного оборудования, применяемых для измерения параметров ФПУ, должен быть указан в ТУ на их конкретные типы.

4.1.2.2 Конструкция контактных устройств (контактодержателей) для подключения ФПУ к измерительной цепи должна обеспечивать надежность электрического контакта без механических повреждений выводов ФПУ и исключать влияние их на результаты измерений.

4.1.2.3 Конструкция измерительной установки должна исключать влияние рассеянного света и посторонних источников излучения на результаты измерений.

4.1.2.4 При измерениях рекомендуется применять следующие источники излучения в зависимости от области спектральной чувствительности и режима работы ФПУ:

- лампу накаливания с цветовой температурой
(2856
±100)
К;
- излучатель в виде модели АЧТ с плоской излучающей поверхностью большого размера (протяженное АЧТ) с температурами
300 К,
301 К,
303 К,
310 К;
- излучатель в виде модели АЧТ (высокотемпературное АЧТ) с излучающей полостью температуры
(500
±2)
К,
(800
±2)
К,
(1000
±12)
К;

- светодиоды с известным распределением спектральной яркости или лазерные диоды.

Рекомендации по использованию источников излучения для измерения параметров ФПУ различных областей спектральной чувствительности приведены в перечислениях а)-г) ниже.

Для АЧТ с излучающей полостью в виде конуса, цилиндра или шара допускается применение методики измерения температуры излучателя (АЧТ) и ее стабильности в соответствии с ГОСТ Р 59607-2021 (приложение А).

В состав источников излучения (ламп, светодиодов) для ослабления потока излучения или для увеличения плотности мощности могут входить ослабители (аттенюаторы), зеркала, линзы, объективы и другие оптические элементы. Влияние оптических элементов не учитывают в случае измерения относительной спектральной характеристики чувствительности или других параметров, если они изменяют коэффициент использования излучения за счет изменения его спектрального состава не более чем на 2%. Коэффициент использования излучения
вычисляют по формуле
, (1)
где
- относительная спектральная характеристика чувствительности ФПУ, отн.ед.;
- спектральная плотность потока излучения, Вт·см
·
мкм
.

Поток излучения, падающий на ФПУ, следует выбирать из условия работы ФПУ на линейном участке его энергетической характеристики или в пределах значения сигнала, соответствующего значению заполнения ячейки накопления от 0,1 до 0,9 от максимального (если иное не указано в ТУ или НД на ФПУ конкретного типа).

При проведении измерений параметров и определения характеристик ФПУ рекомендуется использовать значение, обратное по отношению к значению, вычисленному по формуле (1).

Нестабильность потока излучения не должна выходить за пределы интервала ±2% в течение часа. При использовании в качестве источника излучения лампы накаливания ее блок питания должен удовлетворять требованиям ГОСТ Р 55702.

Остаточные пульсации потока излучения не должны оказывать существенного влияния на результат измерения параметров ФПУ.

Источник излучения для измерения параметров ФПУ различных областей спектральной чувствительности следует выбирать исходя из следующих рекомендаций:

а) для ФПУ, область спектральной чувствительности которых лежит в УФ-диапазоне спектра, в качестве источника излучения рекомендуется использовать УФ-светодиоды с известным распределением спектральной яркости. Допускается использовать лампы накаливания, если коротковолновая граница чувствительности более 325 нм;

б) для ФПУ, область спектральной чувствительности которых лежит в коротковолновом ИК диапазоне спектра, рекомендуется использовать высокотемпературные АЧТ. Допускается использовать лампы накаливания, если длинноволновая граница чувствительности менее 2100 нм;

в) для ФПУ без холодной диафрагмы, у которых область спектральной чувствительности лежит в средневолновом или длинноволновом ИК диапазоне спектра, рекомендуется использовать высокотемпературные АЧТ;

г) для ФПУ с холодной диафрагмой, у которых область спектральной чувствительности лежит в средневолновом или длинноволновом ИК диапазоне спектра, рекомендуется использовать протяженные АЧТ. При этом протяженное АЧТ должно быть установлено таким образом, чтобы его поверхность полностью перекрывала апертурные углы всех ФЧЭ ФПУ.

При использовании источников излучения, приведенных в перечислениях а)-г), если иные требования не установлены в стандартах или ТУ на ФПУ конкретного типа, необходимо обеспечить неравномерность освещенности в плоскости ФЧЭ ФПУ не хуже 0,5% (в пределах размера всей фоточувствительной матрицы элементов) для ФПУ без холодной диафрагмы. Для ФПУ с холодной диафрагмой отступление от освещенности в плоскости ФЧЭ не должно превышать 2%.

Тип источника излучения следует выбирать с учетом параметров испытуемого образца, установленных в стандартах или ТУ на ФПУ конкретного типа.

4.1.2.5 Рекомендуется, чтобы шум электронного тракта был меньше, чем шум испытуемого образца не менее чем в четыре раза.

4.1.3 Подготовка к измерениям

4.1.3.1 Измерение следует проводить на измерительной установке, функциональная схема которой приведена на рисунке 1.


1
- источник излучения;
2
- модулятор (при необходимости);
3
- испытуемый образец;
4
- БЭО;
5
- ПК;
6
- специализированное ПО;
- источник питания;
- светозащитный экран (при необходимости)

Рисунок 1

4.1.3.2 При проведении измерений допускается использование модуляторов, если это указано в ТУ на ФПУ конкретного типа. Требования к модуляторам должны быть установлены в ТУ на ФПУ, при их отсутствии следует применять электромеханические модуляторы с вращающимися дисками и 100%-ной глубиной модуляции, если иное не указано в технической документации на установку, измеряемое изделие или в другом документе, регламентирующем процесс измерений. Способ модуляции, частоту, форму и глубину модуляции потока излучения следует выбирать в соответствии с требованиями ТУ на ФПУ конкретного типа. Рекомендуемая частота модуляции должна быть
(800
±12)
Гц. Конструкция модулятора должна быть такой, чтобы закон изменения потока излучения приближался к синусоидальному. Нестабильность частоты модуляции не должна выходить за пределы интервала
±1,5%.

4.1.3.3 Измерительную установку следует подготовить к работе в соответствии с требованиями эксплуатационной документации на установку.

4.1.4 Проведение измерений

4.1.4.1 Климатические условия окружающей среды, в которых проводят измерение, должны соответствовать следующим требованиям (если иные не установлены в ТУ на ФПУ или в другом документе, регламентирующем порядок проведения измерений):


- температура окружающей среды


- (23±4)°С;

- относительная влажность


- (65±15)%;

- атмосферное давление

- (100±4) кПа (750±30) мм рт.ст.

Примечание - В ряде измерений температура должна быть точно зафиксирована для проведения последующей обработки результатов.

4.1.4.2 Испытуемый образец помещают в посадочное место измерительной установки, подключают его к измерительной цепи, закрывают светозащитным экраном (при необходимости) и устанавливают режим измерения в соответствии с требованиями ТУ на ФПУ конкретного типа или с учетом рекомендаций в перечислениях а)-г) 4.1.2.4.

Качество работы светозащитного экрана при измерении ФПУ УФ и коротковолнового ИК диапазонов спектра определяют по изменениям среднего значения шума при введении в конструкцию дополнительно защитного экрана от паразитного потока. Для этого проводят измерения шума при выключенном источнике излучения для двух случаев:

- с установленным экраном;

- с дополнительными элементами конструкции светозащитного экрана, уменьшающими паразитный поток, попадающий на ФПУ через экран.

Светозащитный экран выполняет свою функцию, если разность средних значений шума ФПУ для обоих случаев не превышает случайной составляющей погрешности измерений, зависящей от длины выборки кадров, размера фоточувствительной области в пикселях и шума ФЧЭ для доверительной вероятности
0,95.

4.1.4.3 Устанавливают требуемый режим работы испытуемого образца: напряжения питания и смещения (при необходимости) и температуру ФЧЭ. Если в составе ФПУ отсутствуют устройства стабилизации питания и смещения ФЧЭ и БИС считывания, то при измерении пульсации они не должны оказывать влияние на результаты измерений. Значения пульсации (среднеквадратическое отклонение), если иные требования не установлены в ТУ на ФПУ конкретного типа, должны в диапазоне частот от частоты кадров до частоты тактирования БИС составлять:

- не более 500 мкВ - по цепям напряжений питания аналоговых цепей ФПУ;

- не более 1000 мкВ - по цепям напряжений питания цифровых цепей ФПУ;

- не более 200 мкВ - по цепям напряжений смещения ФЧЭ.

При отсутствии в составе ФПУ устройства стабилизации питания и смещения ФЧЭ и БИС считывания рекомендуется фиксировать значения напряжений питания и смещения с погрешностью не более 100 мкВ.

4.1.4.4 Устанавливают требуемое время накопления или значение заполнения ячейки накопления. Погрешность установки времени накопления не должна превышать ±0,1% от установленного значения, если иные требования не указаны в ТУ на ФПУ конкретного типа. В случае, если указанная погрешность измерения времени накопления недостижима, то допускается прямое измерение времени накопления с погрешностью не более ±1%. Погрешность заполнения ячейки накопления не должна превышать ±5%, если иные требования не установлены в ТУ на ФПУ конкретного типа.

4.1.4.5 Источник излучения настраивают на заданный режим. При измерении шума ФПУ УФ и коротковолнового ИК диапазонов спектра измерения шума выполняют при выключенном источнике излучения, а для испытуемого образца с холодной диафрагмой устанавливают температуру поверхности АЧТ, равную 300 К, если иное не указано в ТУ на ФПУ конкретного типа или в ином документе, регламентирующем порядок проведения измерений.

4.1.4.6 Проводят запись не менее 512 кадров со всех пикселей испытуемого образца, если иное не указано в ТУ на ФПУ конкретного типа.

4.1.5 Обработка результатов

4.1.5.1 Значение шума
,
ФЧЭ
по результатам измерений фотоотклика с
ФЧЭ ФПУ (в единицах счета АЦП) вычисляют по формуле
, (2)
где
- фотоотклик в
-м кадре с ФЧЭ с номером
,
;
- среднее значение фотоотклика с ФЧЭ с номером
,
, вычисляемое по формуле
, (3)
где
- длина последовательности кадров.
4.1.5.2 Среднее значение шума ФПУ
(в единицах счета АЦП) вычисляют по недефектным элементам по формуле
, (4)
где
- среднее значение шума
в
-м недефектном ФЧЭ, вычисленное по формуле (2);
- число недефектных элементов (или каналов ВЗН) ФПУ.

Примечание - Здесь и далее в разделе подразумевается, что если параметры, по которым элемент признают дефектным, связаны со средними значениями или разбросами параметров ФПУ, то расчет числа дефектных элементов проводят методом итераций с числом итераций, не превышающим трех.

4.1.5.3 Разброс средних значений шумов ФЧЭ ФПУ
(в единицах счета АЦП) вычисляют по формуле
. (5)

4.1.5.4 При необходимости представления полученных результатов в вольтах (значения шума ФЧЭ ФПУ, среднего значения шума ФПУ и разброса значений шумов ФЧЭ ФПУ) необходимо умножить значения, вычисленные по формулам (2), (4), (5) соответственно, на коэффициент преобразования БЭО
. Метод определения
приведен в приложении А.
4.1.5.5 Допускается вычитать из шума ФЧЭ
шум БЭО
. В этом случае шум ФЧЭ
вычисляют по формуле
. (6)

Примечание - Для ФПУ с цифровым выходом сигнал и шум вычисляют в единицах счета АЦП. Для ФПУ с аналоговым(и) выходом(ами) допускается вычислять значения сигнала и шума в единицах счета АЦП, если в размерности измеряемого параметра отсутствует напряжение.

4.1.5.6 Расчет относительной неопределенности измерения шума ФЧЭ ФПУ

Основными источниками неопределенности измерения шума ФЧЭ ФПУ являются: длительность последовательности кадров, шум БЭО, коэффициент преобразования БЭО, нестабильность источника излучения.

Относительное значение неопределенности измерения шума единичного ФЧЭ ФПУ
вычисляют по формуле
, (7)
где
- относительное значение неопределенности, вызванной конечной длиной выборки кадров, вычисленное по формуле (8);
- относительное значение неопределенности, вносимой шумами БЭО, вычисленное по формуле (9); при измерении ФПУ с цифровыми выходами
принимают равным нулю;
- относительное значение неопределенности, вызванной погрешностью измерения коэффициента преобразования БЭО
; метод расчета неопределенности
приведен в приложении А; неопределенность
принимают равным нулю при измерении ФПУ с цифровыми выходами или при вычитании шумов БЭО;
- относительное значение неопределенности, вызванной нестабильностью источника излучения, определяемое по формуле (10); при отсутствии потока излучения на входе
принимают равным нулю.
Относительное значение неопределенности
, вызванной конечной длиной выборки кадров, вычисляют по формуле
, (8)
где
- число кадров.
Относительное значение неопределенности
, вносимой шумами БЭО, вычисляют по формуле
, (9)
где
- отношение шума ФПУ к шуму БЭО.
Относительное значение неопределенности
, вызванной нестабильностью источника излучения, вычисляют по формуле
, (10)
где
- отношение значения нестабильности источника излучения по 4.1.2.4 (деленной на 100%) ко времени, за которое ее наблюдают.

4.1.5.7 Расчет относительного значения неопределенности среднего значения шума ФПУ

Основными источниками неопределенности измерения шума ФПУ являются: длительность последовательности кадров, шум БЭО, коэффициент преобразования БЭО, нестабильность источника излучения, число недефектных ФЧЭ (или каналов ВЗН) ФПУ и равномерность освещенности фоточувствительной области, создаваемая от источника излучения.

Относительное значение неопределенности измерения среднего значения шума ФПУ
вычисляют по формуле
, (11)
где
- относительное значение неопределенности измерения шума ФЧЭ ФПУ, определяемое по формуле (7);
- число недефектных элементов (или каналов ВЗН) ФПУ;
- относительное значение неопределенности, вызванное неравномерностью распределения освещенности фоточувствительной области от источника излучения, определяемое по формуле (12); при отсутствии потока излучения на входе значение
принимают равным нулю.
Относительное значение неопределенности
, вызванной неравномерностью освещенности фоточувствительной области от источника излучения, вычисляют по формуле
. (12)

4.1.5.8 Расчет относительного значения неопределенности разброса средних значений шумов ФЧЭ

Основными источниками неопределенности измерения шума ФПУ являются: длительность последовательности кадров и число недефектных ФЧЭ (или каналов ВЗН) ФПУ.

Относительное значение неопределенности разброса средних значений шумов ФЧЭ
вычисляют по формуле
, (13)
где
- разброс значений шумов по каналам БЭО (см. приложение А).
4.1.5.9 Погрешность определения с заданной вероятностью
0,95 не должна выходить за пределы интервала:

- не более ±16% - для значений шума ФЧЭ ФПУ;

- не более ±12% - средних значений шума ФПУ;

- не более ±4% - неопределенности разброса средних значений шумов ФЧЭ по ФПУ.


4.2 Метод измерения сигнала

4.2.1 Сущность метода

4.2.1.1 Метод применяют для измерения сигнала ФЧЭ ФПУ, среднего значения сигнала ФПУ и определения разброса значений сигналов ФЧЭ по всей фоточувствительной области ФПУ.

4.2.1.2 За значение сигнала с ФЧЭ ФПУ или канала ФПУ (для приемников с ВЗН) принимают разность математических ожиданий (средних арифметических значений) значений фотооткликов с ФЧЭ или канала, рассчитанных по последовательности кадров, при двух различных известных потоках излучения или температурах АЧТ.

4.2.1.3 За среднее значение сигнала ФПУ принимают среднее арифметическое значение сигналов с ФЧЭ ФПУ по недефектным элементам.

4.2.1.4 За значение разброса сигналов с ФЧЭ ФПУ принимают СКО значение сигналов с ФЧЭ ФПУ по недефектным элементам. В случае выбранной области за разброс сигналов с ФЧЭ выбранной области принимают СКО сигналов с недефектных ФЧЭ выбранной области.

4.2.2 Средства измерений и вспомогательное оборудование

Требования к СИ и вспомогательному оборудованию - по 4.1.2.

4.2.3 Подготовка к измерениям

Подготовка к измерениям - по 4.1.3.

4.2.4 Проведение измерений

4.2.4.1 Климатические требования - по 4.1.4.1.

4.2.4.2 Выполняют действия по 4.1.4.2-4.1.4.4.

4.2.4.3 Источник излучения настраивают на заданный режим. При измерении сигнала ФПУ УФ и коротковолнового ИК диапазонов спектра источник излучения выключают или закрывают, а для ФПУ с холодной диафрагмой устанавливают температуру поверхности АЧТ, равную 300 К, если иное не указано в ТУ на ФПУ конкретного типа или в ином документе, регламентирующем порядок проведения измерений.

4.2.4.4 Записывают не менее 64 кадров. Допускается использовать последовательность кадров или ее часть, полученную при измерении значения шума по 4.1.4.6.

4.2.4.5 Источник излучения настраивают на заданный режим. При измерении сигнала с ФПУ УФ и коротковолнового ИК диапазонов спектра источник излучения включают или открывают, а для ФПУ с холодной диафрагмой устанавливают температуру поверхности АЧТ, равную 303 К, если иное не указано в ТУ на ФПУ конкретного типа или в ином документе, регламентирующем порядок проведения измерений.

4.2.4.6 Записывают кадры (число кадров такое же, как в 4.2.4.4).

4.2.5 Обработка результатов

4.2.5.1 Значение сигнала с ФЧЭ или канала ВЗН ФПУ
(в единицах счета АЦП) вычисляют по формуле
, (14)
где
- среднее значение фотоотклика ФЧЭ по "холодным кадрам", полученное по последовательности кадров в 4.2.4.3, 4.2.4.4;
- среднее значение фотоотклика ФЧЭ по "горячим кадрам", полученное по последовательности кадров в 4.2.4.5, 4.2.4.6.
4.2.5.2 Среднее значение сигнала с ФПУ
(в единицах счета АЦП) вычисляют по формуле
, (15)
где
- значение сигнала с ФЧЭ
в
-м недефектном ФЧЭ, вычисленное по формуле (14);
- число недефектных элементов (или каналов ВЗН) ФПУ.
4.2.5.3 Значение разброса сигналов с ФЧЭ
(в единицах счета АЦП) вычисляют по формуле
. (16)

4.2.5.4 При необходимости представления полученных результатов в вольтах (значения сигнала с ФЧЭ ФПУ, среднего значения сигнала с ФПУ и разброса значений сигналов с ФЧЭ ФПУ) необходимо умножить значения, вычисленные по формулам (14), (15), (16) соответственно, на коэффициент преобразования БЭО
. Метод определения
приведен в приложении А.

4.2.5.5 Расчет неопределенности измерения сигнала с ФЧЭ ФПУ

Основными источниками неопределенности измерения сигнала с ФЧЭ ФПУ являются: шум ФЧЭ ФПУ, точность измерения, которая зависит от числа кадров, шума БЭО, коэффициента преобразования БЭО, нестабильности источника излучения.

Относительная погрешность измерения сигнала с ФЧЭ или канала ВЗН ФПУ
с учетом погрешностей измерения сигналов "горячего" и "холодного" кадров вычисляют по формуле
, (17)
где
- относительная погрешность измерения шума ФЧЭ без засветки ("холодный кадр");
- относительная погрешность измерения шума ФЧЭ с засветкой ("горячий кадр");
- относительная погрешность измерения среднего значения шума ФПУ, вычисленная по формуле (11).
При этом погрешность единичного измерения сигнала с ФЧЭ ФПУ
вычисляют по формуле
, (18)
где
- значение шума ФЧЭ, вычисленное по формуле (2).

4.2.5.6 Расчет неопределенности измерения среднего значения сигнала ФПУ

Основным источником неопределенности измерения сигнала ФПУ является погрешность измерения средних значений сигнала отдельных ФЧЭ ФПУ.

Относительную погрешность измерения сигнала ФПУ
вычисляют по формуле
, (19)
где
- относительная погрешность измерения среднего значения шума ФПУ, вычисленная по формуле (11).

4.2.57 Расчет неопределенности разброса значений сигналов ФЧЭ

Относительную погрешность измерения разброса
вычисляют по формуле
, (20)
где
- относительное значение неопределенности разброса шума ФПУ, вычисленное по формуле (13);
- относительная погрешность измерения сигнала ФЧЭ, вычисленная по формуле (17).
4.2.5.8 Погрешность определения с заданной вероятностью
0,95 не должна выходить за пределы интервала:

- не более ±6% - для сигнала ФЧЭ ФПУ;

- не более ±2% - среднего значения сигнала ФПУ;

- не более ±4% - неопределенности разброса средних значений сигналов ФЧЭ по ФПУ.


4.3 Метод определения среднего значения отношения сигнал/шум

4.3.1 Сущность метода

4.3.1.1 Данный метод применяют для определения среднего значения ОСШ ФЧЭ ФПУ и среднего значения ОСШ ФПУ.

4.3.1.2 За значение ОСШ ФЧЭ ФПУ или канала ФПУ (для приемников с ВЗН) принимают отношение значения сигнала с ФЧЭ к значению шума ФЧЭ, полученное по последовательности кадров.

4.3.1.3 За среднее значение ОСШ ФПУ принимают среднее арифметическое значение ОСШ недефектных ФЧЭ (или каналов ВЗН) ФПУ.

4.3.2 Средства измерений и вспомогательное оборудование

Требования к СИ и вспомогательному оборудованию - по 4.1.2.

4.3.3 Подготовка к измерениям

Подготовка к измерениям - по 4.1.3.

4.3.4 Проведение измерений

Проведение измерений - по 4.2.4.

4.3.5 Обработка результатов

4.3.5.1 Вычисление среднего значения сигнала с ФЧЭ и среднего значения сигнала ФПУ осуществляют по 4.2.

4.3.5.2 Вычисление среднего значения шума ФЧЭ и среднего значения шума ФПУ осуществляют по 4.1.

4.3.5.3 ОСШ ФЧЭ
(в единицах счета АЦП) вычисляют по формуле
, (21)
где
- значение сигнала ФЧЭ, вычисленное по формуле (14);
- значение шума ФЧЭ, вычисленное по формуле (2).
4.3.5.4 Среднее значение ОСШ ФПУ
(в единицах счета АЦП) вычисляют по формуле
, (22)
где
- ОСШ
-го ФЧЭ, вычисленное по формуле (21);
- число недефектных элементов (или каналов ВЗН) ФПУ.

4.3.5.5 Расчет неопределенности ОСШ ФЧЭ

Источниками неопределенности ОСШ ФЧЭ являются: погрешность измерения сигнала ФЧЭ и шума ФЧЭ.

Относительную погрешность ОСШ ФЧЭ или канала ВЗН ФПУ
вычисляют по формуле
, (23)
где
- относительная погрешность измерения сигнала с ФЧЭ, вычисленная по формуле (17);
- относительная погрешность измерения шума ФЧЭ, вычисленная по формуле (7).

4.3.5.6 Расчет неопределенности измерения среднего значения ОСШ ФПУ

Неопределенность среднего значения ОСШ ФПУ определяют по погрешности измерения среднего значения сигнала ФПУ и среднего значения шума ФПУ.

Относительную погрешность измерения среднего значения ОСШ ФПУ
вычисляют по формуле
, (24)
где
- относительная погрешность измерения среднего значения сигнала с ФПУ, вычисленная по формуле (19);
- относительная погрешность измерения среднего значения шума ФПУ, вычисленная по формуле (11).
4.3.5.7 Погрешность определения с заданной вероятностью
0,95 не должна выходить за пределы интервала:

- не более ±12% - для ОСШ ФЧЭ (или канала ВЗН) ФПУ;

- не более ±16% - среднего значения ОСШ ФПУ.


4.4 Метод измерения максимального (минимального) значения и диапазона выходного сигнала аналоговых каналов

4.4.1 Сущность метода

4.4.1.1 Метод применяют для измерения максимального (минимального) значения и диапазона выходного сигнала аналоговых каналов ФПУ, среднего диапазона выходного сигнала аналоговых каналов ФПУ и определения разброса значений диапазона выходного сигнала аналоговых каналов ФПУ.

4.4.1.2 За максимальное (минимальное) значение выходного сигнала аналогового канала ФПУ принимают фотоотклик канала, соответствующий полностью заполненной (незаполненной) ячейке накопления.

4.4.1.3 За диапазон выходного сигнала аналогового канала ФПУ принимают разность максимального и минимального значений выходных сигналов аналогового канала ФПУ.

4.4.1.4 За максимальное (минимальное) значение аналоговых каналов ФПУ принимают среднее арифметическое значение максимального (минимального) значения выходного сигнала по аналоговым каналам ФПУ.

4.4.1.5 За среднее значение диапазона выходного сигнала аналогового канала ФПУ принимают среднее арифметическое значение диапазонов выходного сигнала канала.

4.4.1.6 За разброс максимального (минимального) значений аналоговых каналов ФПУ принимают значение максимального (минимального) СКО по каналам.

4.4.1.7 За разброс диапазона выходного сигнала ФПУ принимают значение СКО диапазона выходного сигнала по каналам.

4.4.2 Средства измерений и вспомогательное оборудование

Требования к СИ и вспомогательному оборудованию - по 4.1.2.

4.4.3 Подготовка к измерениям

Подготовка к измерениям - по 4.1.3.

4.4.4 Проведение измерений

4.4.4.1 Климатические требования - по 4.1.4.1.

4.4.4.2 Выполняют действия по 4.1.4.2, 4.1.4.3.

4.4.4.3 Источник излучения настраивают на заданный режим. При измерении сигнала с ФПУ УФ и коротковолнового ИК диапазонов спектра источник излучения выключают или закрывают, а для ФПУ с холодной диафрагмой устанавливают температуру поверхности АЧТ, равную 300 К, если иное не указано в ТУ на ФПУ конкретного типа или в ином документе, регламентирующем порядок проведения измерений. Допускается проводить измерение без АЧТ или другого источника излучения.

4.4.4.4 Подключают осциллограф к выходным разъемам канала N 1 ФПУ согласно схеме, приведенной в ТУ или в другом документе на ФПУ конкретного типа, или в документе, регламентирующем порядок проведения измерений.

4.4.4.5 Устанавливают синхронизацию по импульсу начала кадра или другому импульсу, стабильному относительно начала кадра.

4.4.4.6 Обеспечивают минимальное заполнение ячейки накопления за счет установки минимально возможного времени накопления и/или установки напряжения смещения на ФЧЭ и/или другим методом, указанном в ТУ или в другом документе на ФПУ конкретного типа, или в ином документе, регламентирующем порядок проведения измерений.

4.4.4.7 Измеряют минимальное значение выходного сигнала аналогового канала N 1 ФПУ по осциллографу. Сигналы высокого/низкого уровня, вызванные переключением БИС считывания или наличием служебных тактов, не учитывают.

4.4.4.8 Обеспечивают максимальное заполнение ячейки накопления за счет установки максимально возможного времени накопления и/или установки напряжения смещения на ФЧЭ и/или другим методом, указанным в ТУ или в другом документе на ФПУ конкретного типа, или в ином документе, регламентирующем порядок проведения измерений.

4.4.4.9 Измеряют максимальное значение выходного сигнала аналогового канала N 1 ФПУ по осциллографу. Сигналы высокого/низкого уровня, вызванные переключением БИС считывания или наличием служебных тактов, не учитывают.

4.4.4.10 Допускается измерять максимальное и минимальное значения выходного сигнала аналоговых каналов ФПУ без изменения заполнения ячейки, если известно, что в выходном сигнале в служебных тактах присутствуют сигналы, соответствующие незаполненной ячейке накопления и полностью заполненной ячейке накопления.

4.4.4.11 Допускается измерять максимальное и минимальное значения выходного сигнала аналоговых каналов ФПУ без изменения заполнения ячейки, если известно, что в выходном сигнале в служебных тактах присутствуют сигналы, соответствующие незаполненной ячейке накопления и сигналам полностью заполненной ячейке накопления, которые можно получить путем включения источника излучения или другим методом.

4.4.4.12 Повторяют действия по 4.4.4.6-4.4.4.11 для оставшихся каналов ФПУ.

4.4.5 Обработка результатов

4.4.5.1 Диапазон выходного сигнала аналогового канала ФПУ для канала N
вычисляют по формуле
вычисляют по формуле
, (25)
где
- максимальное значение сигнала (напряжения) аналогового канала ФПУ N
;
- минимальное значение сигнала (напряжения) аналогового канала ФПУ N
.
4.4.5.2 Максимальное значение сигнала аналоговых каналов ФПУ
вычисляют по формуле
, (26)
где
- число измеряемых каналов.
4.4.5.3 Минимальное значение сигнала аналоговых каналов ФПУ
вычисляют по формуле
. (27)

4.4.5.4 Диапазон выходного сигнала аналоговых каналов ФПУ
вычисляют по формуле
. (28)

4.4.5.5 Разброс максимального и минимального значений аналоговых каналов ФПУ и разброс диапазона выходного сигнала аналоговых каналов ФПУ вычисляют по формуле

, (29)
где
- вычисленное значение (
,
или
) по формулам (26)-(28);
- среднее значение вычисленного значения (
,
или
).

4.4.5.6 Расчет неопределенности измерения максимального (минимального) значения и диапазона выходного сигнала аналоговых(ого) каналов(а) ФПУ

Основным источником неопределенности максимального (минимального) значения и диапазона выходного сигнала аналоговых(ого) каналов(а) ФПУ является погрешность измерения осциллографа.

4.4.5.7 За абсолютную погрешность максимального (минимального) значения аналогового канала ФПУ принимают абсолютную погрешность измерения сигнала осциллографа.

4.4.5.8 За абсолютную погрешность измерения диапазона выходного сигнала аналогового канала ФПУ принимают удвоенную абсолютную погрешность измерения сигнала осциллографа.

4.4.5.9 Относительную погрешность среднего значения максимального и минимального значений аналогового канала ФПУ и диапазона выходного сигнала аналогового канала ФПУ
вычисляют по формуле
, (30)
где
- абсолютная погрешность измерения;
- измеренное значение;
- число измеряемых каналов.
4.4.5.10 Относительную погрешность разброса максимального и минимального значений аналогового канала ФПУ и диапазона выходного сигнала аналогового канала ФПУ
вычисляют по формуле
, (31)
где
- разброс соответствующего значения;
- число измеряемых каналов.
4.4.5.11 Погрешность определения максимального (минимального) значения и диапазона выходного сигнала аналоговых каналов ФПУ, среднего диапазона выходного сигнала аналоговых каналов ФПУ и разброса значений диапазона выходного сигнала аналоговых каналов ФПУ не должна выходить за пределы интервала
±3%
с заданной вероятностью
0,95.

4.5 Метод измерения максимального (минимального) значения фотоотклика и диапазона выходного сигнала

4.5.1 Сущность метода

4.5.1.1 Метод применяют для измерения максимального и минимального значений фотоотклика и диапазона выходного сигнала ФЧЭ ФПУ или канала ВЗН ФПУ, среднего значения максимального, минимального значений фотоотклика и диапазона выходного сигнала ФПУ, определения разброса максимального, минимального значений фотоотклика и диапазона выходных сигналов ФПУ.

4.5.1.2 За максимальное (минимальное) значение фотоотклика ФЧЭ или канала ВЗН ФПУ принимают фотоотклик канала, соответствующий полностью заполненной (незаполненной) ячейке накопления.

4.5.1.3 За диапазон выходного сигнала ФЧЭ или канала ВЗН ФПУ принимают разность максимального и минимального значений фотоотклика данного ФЧЭ или канала ВЗН ФПУ.

4.5.1.4 За средние значения максимального, минимального фотоотклика и диапазона выходного сигнала ФПУ или канала ВЗН ФПУ принимают их среднее значение по недефектным элементам.

4.5.1.5 За разброс максимального (минимального) значения фотоотклика и диапазона выходного сигнала ФПУ или канала ВЗН ФПУ принимают их СКО по недефектным элементам.

4.5.2 Средства измерений и вспомогательное оборудование

Требования к СИ и вспомогательному оборудованию - по 4.1.2.

4.5.3 Подготовка к измерениям

Подготовка к измерениям - по 4.1.3.

4.5.4 Проведение измерений

4.5.4.1 Климатические требования - по 4.1.4.1.

4.5.4.2 Выполняют действия по 4.1.4.2, 4.1.4.3.

4.5.4.3 Источник излучения настраивают на заданный режим. При измерении сигнала ФПУ УФ и коротковолнового ИК диапазонов спектра источник излучения выключают или закрывают, а для ФПУ с холодной диафрагмой устанавливают температуру поверхности АЧТ, равную 300 К, если иное не указано в ТУ на ФПУ конкретного типа или в ином документе, регламентирующем порядок проведения измерений. Допускается проводить измерение без АЧТ и источника излучения.

4.5.4.4 Обеспечивают минимальное заполнение ячейки накопления за счет установки минимально возможного времени накопления и/или установки соответствующего напряжения смещения на ФЧЭ и/или другим методом, указанном в ТУ или в другом документе на ФПУ конкретного типа, или в ином документе, регламентирующем порядок проведения измерений.

4.5.4.5 Записывают не менее 64 кадров.

4.5.4.6 Обеспечивают максимальное заполнение ячейки накопления за счет установки максимально возможного времени накопления и/или установки соответствующего напряжения смещения на ФЧЭ и/или другим методом, указанном в ТУ или в другом документе на ФПУ конкретного типа, или в ином документе, регламентирующем порядок проведения измерений.

4.5.4.7 Записывают число кадров, такое же, как в 4.5.4.5.

4.5.5 Обработка результатов

4.5.5.1 Минимальное значение фотоотклика ФЧЭ с номером
или канала ВЗН ФПУ
в единицах счета АЦП вычисляют по формуле
, (32)
где
- фотоотклик ФЧЭ с номером
в кадре
из последовательности по 4.5.4.5;
- индекс номера кадра в последовательности по 4.5.4.5;
- число кадров в последовательности по 4.5.4.5.
4.5.5.2 Максимальное значение фотоотклика ФЧЭ с номером
или канала ВЗН ФПУ
в единицах счета АЦП вычисляют по формуле
, (33)

где
- фотоотклик ФЧЭ с номером
в кадре из последовательности по 4.5.4.7;
- индекс номера кадра в последовательности по 4.5.4.7;
- число кадров в последовательности по 4.5.4.7.
4.5.5.3 Диапазон выходного сигнала ФЧЭ или канала ВЗН ФПУ в единицах счета АЦП
вычисляют по формуле
. (34)

4.5.5.4 Среднее значение минимального фотоотклика ФПУ
вычисляют по формуле
, (35)
где
- число недефектных элементов (или каналов ВЗН) ФПУ.
4.5.5.5 Среднее значение максимального фотоотклика ФПУ
вычисляют по формуле
. (36)

4.5.5.6 Среднее значение диапазона сигнала ФПУ (в единицах счета АЦП)
вычисляют по формуле
. (37)

4.5.5.7 Разброс минимальных значений фотоотклика ФПУ (в единицах счета АЦП)
вычисляют по формуле
. (38)

4.5.5.8 Разброс максимальных значений фотоотклика ФПУ (в единицах счета АЦП)
вычисляют по формуле
. (39)

4.5.5.9 Разброс значений диапазона сигнала ФПУ (в единицах счета АЦП)
вычисляют по формуле
. (40)

4.5.5.10 При необходимости представления полученных результатов в вольтах необходимо полученные значения умножить на коэффициент преобразования БЭО
. Метод определения
приведен в приложении А.

4.5.5.11 Расчет неопределенности измерения максимального (минимального) значения фотоотклика и диапазона выходного сигнала ФЧЭ (или канала ВЗН) ФПУ

Основными источниками неопределенности максимального (минимального) значения и диапазона выходного сигнала аналоговых(ого) каналов(а) ФПУ являются шум ФЧЭ и погрешность измерения сигнала.

Относительную погрешность измерения минимального
и максимального
значений фотоотклика ФЧЭ (или канала ВЗН) ФПУ вычисляют по формулам:
, (41)
, (42)
где
- относительная погрешность измерения среднего значения шума ФПУ, вычисленная по формуле (11);
- относительное значение неопределенности, вызванное погрешностью измерения коэффициента преобразования БЭО
. Метод расчета значения неопределенности
приведен в приложении А. Значение неопределенности
принимают равным нулю при измерении ФПУ с цифровыми выходами или при измерении параметров в единицах счета АЦП.
Относительную погрешность измерения диапазона сигнала ФЧЭ (или канала ВЗН) ФПУ
вычисляют по формуле
. (43)

4.5.5.12 Расчет неопределенности измерения среднего минимального (максимального) значения фотоотклика и диапазона выходного сигнала ФПУ (или канала ВЗН) ФПУ

Основным источником неопределенности данного измерения является погрешность измерения средних значений сигнала отдельных ФЧЭ ФПУ.

Относительную неопределенность измерений среднего значения минимального фотоотклика вычисляют по формуле

, (44)
где
- относительная погрешность измерения среднего значения шума ФПУ, вычисленная по формуле (11).

Относительную неопределенность измерений среднего значения максимального фотоотклика вычисляют по формуле

. (45)
Относительную неопределенность измерений среднего значения диапазона выходного сигнала
вычисляют по формуле
. (46)

4.5.5.13 Расчет неопределенности разброса средних значений минимального, максимального фотоотклика и диапазона выходного сигналов ФПУ (или канала ВЗН) ФПУ

Относительную погрешность измерения разброса значений минимального фотоотклика ФПУ
вычисляют по формуле
, (47)
где
- среднее значение шума ФПУ, вычисленное по формуле (4);
- число кадров при проведении измерений по 4.5.4.5.
Относительную погрешность измерения разброса значений максимального фотоотклика ФПУ
вычисляют по формуле
. (48)
Относительную погрешность измерения разброса значений диапазона выходных сигналов ФПУ
вычисляют по формуле
. (49)

4.5.5.14 Погрешность определения с заданной вероятностью
0,95 не должна выходить за пределы интервала:

- не более ±6% - для максимального и минимального значений фотоотклика и диапазона выходного сигнала ФЧЭ ФПУ или канала ВЗН ФПУ;

- не более ±4% - для среднего значения максимального, минимального значений фотоотклика и диапазона выходного сигнала ФПУ;

- не более ±4% - для разброса максимального, минимального значений фотоотклика и диапазона выходного сигнала ФПУ.


4.6 Метод определения энергетической характеристики сигнала

4.6.1 Сущность метода

4.6.1.1 Метод применяют для определения энергетических характеристик сигнала ФЧЭ ФПУ (или каналов ВЗН) и сигнала ФПУ или зоны.

4.6.1.2 За энергетическую характеристику чувствительности ФЧЭ ФПУ принимают зависимость сигнала (или каналов ВЗН) ФЧЭ ФПУ от падающего потока или плотности потока на ФПУ в относительных единицах.

4.6.1.3 За энергетическую характеристику сигнала ФПУ принимают зависимость среднего значения сигнала ФПУ или зоны ФПУ (по недефектным ФЧЭ) от падающего потока или плотности потока в относительных единицах.

4.6.1.4 При измерении энергетической характеристики сигнала ФПУ или зоны ФПУ необходимо формировать зону равномерной освещенности (неравномерность освещенности менее 1%) максимального размера.

4.6.1.5 Для ФПУ с холодной диафрагмой измерение энергетической характеристики сигнала ФЧЭ ФПУ и энергетической характеристики ФПУ рекомендуется проводить только в центральной зоне ФЧЭ ФПУ, которая должна составлять не более 1/3 от диаметра холодной диафрагмы.

4.6.2 Средства измерений и вспомогательное оборудование

4.6.2.1 Требования к СИ и вспомогательному оборудованию - по 4.1.2.

4.6.2.2 Система перемещения, применяемая в установках, структурные схемы которых приведены на рисунках 2 и 3, должна быть оснащена датчиком перемещения (или индикатором положения) для фиксирования перемещений с погрешностью не менее 1% от минимального шага перемещения или начального положения. Номинальное положение нуля системы отсчета должно быть связано с плоскостью ФЧЭ. Положение плоскости ФЧЭ относительно нуля системы отсчета не должно превышать ±2% минимального расстояния от плоскости ФЧЭ до источника излучения. Допускается использовать системы перемещения, калиброванные в установленном порядке.

4.6.2.3 Диаметры диафрагм из набора диафрагм в установке, функциональная схема которой приведена на рисунке 3, измеряют с относительной погрешностью не более 0,5%. При смене диафрагм должно быть выполнено следующее условие:

, (50)
где
- максимальное значение отклонения центров диафрагм между собой при их смене (переключении);
- расстояние от диафрагмы источника излучения до плоскости ФЧЭ ФПУ.

4.6.3 Подготовка к измерениям

4.6.3.1 Для ФПУ, область спектральной чувствительности которых лежит в УФ диапазоне спектра, определение энергетической характеристики сигнала следует проводить на измерительной установке, структурная схема которой приведена на рисунке 2.


1
- источник излучения;
2
- испытуемый образец;
3
- БЭО;
4
- ПК;
5
- система перемещения;
- источник питания;
- светозащитный экран

Рисунок 2

Для ФПУ, у которых область спектральной чувствительности лежит в УФ диапазоне спектра, рекомендуется использовать источник излучения из 4.1.2.4, перечисление а), требования по распределению спектральной яркости не предъявляются. Рекомендуется источник излучения устанавливать на расстоянии не менее 100 мм до плоскости ФЧЭ ФПУ.

4.6.3.2 Для ФПУ без холодной диафрагмы, у которых область спектральной чувствительности лежит в коротковолновом, средневолновом или длинноволновом ИК диапазоне спектра, и для ФПУ с холодной диафрагмой, у которых область спектральной чувствительности лежит в средневолновом или длинноволновом ИК диапазоне спектра, определение энергетической характеристики сигнала следует проводить на измерительной установке, структурная схема которой приведена на рисунке 3.


1
- источник излучения;
2
- набор сменных диафрагм;
3
- испытуемый образец;
4
- БЭО;
5
- ПК;
6
- система перемещения;
- источник питания;
- светозащитный экран

Рисунок 3

Допускается использовать как оба, так и один из двух реализованных в установке методов изменения падающего потока (или плотности потока): изменять поток за счет набора сменных диафрагм и/или за счет измерения расстояния до источника с помощью системы перемещения. В случае использования только набора сменных диафрагм требования к системе перемещения установки по 4.6.2.2 не предъявляются.

Применение набора диафрагм обеспечивает более низкую погрешность регулировки потока, чем использование системы перемещения, и является рекомендуемым.

Для ФПУ с холодной диафрагмой средневолнового ИК диапазона спектра рекомендуется использовать АЧТ с температурой 800-1200 К.

Для ФПУ с холодной диафрагмой длинноволнового ИК диапазона спектра рекомендуется использовать АЧТ с температурой 800-1200 К, лампы накаливания с колбой (входным окном), прозрачной(ым) в ИК диапазоне, ИК светодиоды или лазеры.

При проведении измерений ФПУ с холодной диафрагмой расстояние
от АЧТ до испытуемого образца следует выбирать таким образом, чтобы диафрагма максимального размера не перекрывала излучение от АЧТ в измеряемой центральной зоне ФЧЭ (см. рисунок 4).

1
- диафрагма АЧТ диаметром
;
2
- входное окно испытуемого образца;
3
- холодная диафрагма испытуемого образца диаметром
;
4
- центральная зона ФЧЭ ФПУ

Рисунок 4 - Схема измерений ФПУ с холодной диафрагмой

При определении расстояния
следует использовать габаритный чертеж ФПУ. Фактическое расстояние от диафрагмы до источника излучения рекомендуется увеличить не менее чем на 10% расчетного расстояния и не менее, чем утроенная погрешность измерения расстояния. Центральная зона ФЧЭ должна быть ограничена углом
не более 6
°.

Допускается определять расстояния экспериментальным методом, при этом необходимо обеспечить неполное заполнение ячейки (например, установив температуру АЧТ на 100-200 К ниже, чем при проведении измерений) и измерять сигнал (согласно 4.2) для крайних элементов центральной зоны ФПУ при перемещении ФПУ (или источника излучения) вдоль оптической оси. При правильно выбранном расстоянии должна наблюдаться зависимость сигнала от перемещения ФПУ (или источника излучения) вдоль оптической оси как при их сближении (наблюдается увеличение сигнала), так и при их удалении друг от друга (уменьшение сигнала). Если при приближении источника не наблюдается увеличение сигнала, значит, происходит перекрытие АЧТ холодной диафрагмой, поэтому следует увеличить расстояние для проведения измерений так, чтобы при приближении сигнал имел тенденцию к увеличению.

4.6.3.3 Для ФПУ, область спектральной чувствительности которых лежит в коротковолновом ИК диапазоне, или ФПУ, для которых изготавливают источники излучения и регулируемые аттенюаторы излучения, определение энергетической характеристики сигнала следует проводить на измерительной установке, структурная схема которой приведена на рисунке 5.


1
- светодиод;
2
- аттенюатор;
3
- конденсор (при необходимости);
4
- испытуемый образец;
5
- БЭО;
6
- ПК;
- источник питания;
- светозащитный экран

Рисунок 5

При использовании данной структурной схемы измерение энергетической характеристики сигнала ФЧЭ ФПУ и энергетической характеристики ФПУ рекомендуется проводить только в центральной зоне ФЧЭ ФПУ. При этом неравномерность потока излучения - не более 1%.

4.6.3.4 Определение неравномерности потока или плотности потока излучения допускается проводить путем измерения сигнала с одного из элементов ФПУ при перемещении ФПУ перпендикулярно к источнику излучения. При этом сигнал с ФЧЭ при заданном перемещении, измеренный по 4.2, не должен изменяться больше, чем на требуемое значение неравномерности потока или плотности потока излучения.

4.6.4 Проведение измерений

4.6.4.1 Климатические требования - по 4.1.4.1.

4.6.4.2 Выполняют действия 4.1.4.2-4.1.4.4.

4.6.4.3 Выключают источник излучения.

4.6.4.4 Путем регулировки времени накопления обеспечивают уровень заполнения ячейки накопления ФЧЭ испытуемого образца (центральной зоны ФЧЭ ФПУ или ФПУ) менее 1%, если иное не указано в ТУ или в других документах на ФПУ конкретного типа, или в ином документе, регламентирующем порядок проведения измерений. Для ФПУ длинноволнового ИК диапазона спектра допускается уровень заполнения ячейки менее 4%.

Если иное не указано в ТУ или в других документах на ФПУ конкретного типа, или в ином документе, регламентирующем порядок проведения измерений, то уровень заполнения ячейки накопления ФЧЭ ФПУ
вычисляют по формуле
, (51)
где
- фотоотклик ФЧЭ с номером
ФПУ;
- среднее значение минимального фотоотклика ФПУ (или центральной зоны) ФПУ;
- среднее значение диапазона выходных сигналов ФПУ (или центральной зоны) ФПУ.
Уровень заполнения центральной зоны ФЧЭ ФПУ или ФПУ в целом (если иное не указано в ТУ или в других документах на ФПУ конкретного типа, или в ином документе, регламентирующем порядок проведения измерений)
вычисляют по формуле
, (52)
где
- среднее значение фотоотклика центральной зоны ФЧЭ ФПУ или ФПУ;
- среднее значение минимального фотоотклика ФЧЭ (или канала ВЗН) ФПУ или ФПУ в целом;
- диапазон выходного сигнала ФЧЭ (или канала ВЗН) ФПУ или ФПУ в целом.

4.6.4.5 Включают источник излучения и настраивают его на заданный режим.

4.6.4.6 Обеспечивают полное заполнение ячейки накопления ФЧЭ испытуемого ФПУ (центральной зоны) ФЧЭ ФПУ или ФПУ путем:

- установки источника излучения на минимальном расстоянии от испытуемого образца для 4.6.3.1;

- установки источника излучения на минимальном расстоянии от ФПУ и/или диафрагмы максимального диаметра (см. 4.6.3.2);

- установки минимального значения коэффициента ослабления аттенюатора (см. 4.6.3.3).

4.6.4.7 Изменением расстояния от источника излучения до плоскости ФЧЭ ФПУ, изменением коэффициента ослабления аттенюатора или изменением времени накопления устанавливают поток излучения, соответствующий максимальному значению фотоотклика (среднего значения максимального фотоотклика ФПУ или зоны). При правильно настроенных параметрах установки дальнейшее незначительное уменьшение потока от источника излучения или времени накопления приведет к уменьшению фотоотклика.

4.6.4.8 Регистрируют значения:

- расстояние от источника излучения до плоскости ФЧЭ ФПУ
при использовании установок по 4.6.3.1 и 4.6.3.2;
- диаметра диафрагмы
при использовании измерительных установок по 4.6.3.2;
- коэффициента ослабления аттенюатора
для измерительной установки по 4.6.3.3.

4.6.4.9 Определяют зависимость сигнала ФЧЭ (среднего значения сигнала ФПУ или зоны ФПУ) от потока излучения путем уменьшения потока излучения (или плотности потока) и измерения сигналов с ФЧЭ (среднего значения сигнала ФПУ или зоны ФПУ) с равномерным шагом.

Число точек для определения энергетической характеристики сигнала ФЧЭ ФПУ (или каналов ВЗН) и/или энергетической характеристики сигнала ФПУ или зоны - не менее 11. Рекомендуется, чтобы 10 из них были расположены равномерно между максимальным и минимальным уровнем заполнения ячейки (ячеек) накопления. Первая точка должна соответствовать полному заполнению ячейки (ячеек) накопления, а последняя трем-четырем уровням заполнения ячейки (ячеек) накопления (см. 4.6.4.3) при выключенном источнике излучения.

Уменьшение потока излучения (или плотность потока) проводят:

- увеличением расстояния от ФПУ до источника излучения (см. 4.6.3.1);

- увеличением расстояния от ФПУ до источника излучения и/или уменьшения диаметра диафрагм в наборе (см. 4.6.3.2);

- уменьшением коэффициента ослабления аттенюатора (см. 4.6.3.3).

4.6.4.10 Измерение сигнала с ФЧЭ и среднего значения сигнала по ФПУ (зоне ФПУ) проводят по 4.2. За уровень сигнала, измеряемого в 4.2.4.3 и 4.2.4.4, принимают сигналы при выключенном источнике излучения по 4.6.4.3-4.6.4.4.

4.6.5 Обработка результатов

4.6.5.1 По результатам измерений строят график (см. рисунок 6) зависимости сигнала ФЧЭ (среднего значения сигнала ФЧЭ ФПУ или зоны ФПУ (по недефектным ФЧЭ) от потока излучения (или плотности потока) - энергетическую характеристику.

4.6.5.2 Порядок расчета относительного значения потока излучения (плотности потока излучения) зависит от типа используемой схемы измерения.

Для схемы, приведенной в 4.6.3.1, по оси относительного значения потока излучения (плотности потока излучения) по оси
(см. рисунок 6) откладывают значение, вычисленное по формуле
, (53)
где
- расстояние от источника излучения (или диафрагмы АЧТ) до плоскости ФЧЭ ФПУ.

Рисунок 6 - График зависимости сигнала с ФЧЭ (среднего значения сигнала ФЧЭ ФПУ или зоны ФПУ по недефектным ФЧЭ) от потока излучения (или плотности потока)

Для схемы, приведенной в 4.6.3.2, по оси
относительного значения потока излучения (см. рисунок 6) (плотности потока излучения) откладывают значение, вычисленное по формуле
, (54)
где
- диаметр диафрагмы.
Для схемы, приведенной в 4.6.3.3, по оси относительного значения потока излучения (плотности потока излучения) (см. рисунок 6) (ось
) откладывают значение, вычисленное по формуле
, (55)
где
- коэффициент ослабления, вычисленный по формуле (если иное не указано в документах на аттенюатор конкретного типа)
. (56)

4.6.5.3 Относительное значение потока, соответствующее шуму,
вычисляют по формуле
, (57)
где
- относительное значение потока излучения (плотности потока излучения) в предпоследней точке (
), определяемой энергетической характеристики;
- ОСШ в предпоследней точке определяемой энергетической характеристики для ФЧЭ (или канала ВЗН), ФПУ или зоны ФПУ.

4.6.5.4 Относительную погрешность измерения сигнала ФЧЭ (среднего значения сигнала ФПУ или зоны ФПУ по недефектным ФЧЭ) определяют по 4.2.

4.6.5.5 Относительную погрешность измерения относительного значения потока (плотности потока) вычисляют по формулам:

а) для схемы, приведенной в 4.6.3.1

, (58)
где
- относительная погрешность измерения расстояния
, вычисленное по формуле (59);
- относительная погрешность измерения расстояния
, вычисленное по формуле (60).
, (59)
где
- относительная погрешность измерения плоскости ФЧЭ относительно нуля системы отсчета по 4.6.2.2.
- относительная погрешность измерения положения системой отсчета по 4.6.2.2.
, (60)
где
- относительная погрешность измерения положения системой отсчета по 4.6.2.2. Допускается использовать вместо значения
значение
, если известно, что
.

б) для схемы, приведенной в 4.6.3.2

, (61)
где
- относительная погрешность измерения диаметра диафрагмы
, вычисленная по 4.6.2.3;
- относительная погрешность измерения диаметра диафрагмы
, вычисленная по 4.6.2.3;
- угол (в радианах), соответствующий максимальному значению отклонения центров диафрагм между собой при их смене (переключении), по 4.6.2.3.

в) для схемы, приведенной в 4.6.3.3

, (62)
где
и
- абсолютная погрешность коэффициента ослабления аттенюатора.

4.6.5.6 Относительную погрешность измерения потока, соответствующего шуму, вычисляют по формуле

, (63)
где
- относительная погрешность измерения потока (плотности потока) в точке
, вычисленное по формулам (58), (61) или (62);
- относительная погрешность измерения для ФЧЭ (или канала ВЗН) ФПУ, ФПУ или зоны ФПУ, вычисленное по формуле (21) или (22).
4.6.5.7 Погрешность определения энергетической характеристики сигнала ФЧЭ ФПУ (или каналов ВЗН) и энергетической характеристики сигнала ФПУ или зоны не должна выходить за пределы интервала
±12%
с заданной вероятностью
0,95.

4.7 Метод определения сигнальной характеристики

4.7.1 Сущность метода

4.7.1.1 Метод применяют для определения сигнальной характеристики ФЧЭ ФПУ (или каналов ВЗН) и сигнальной характеристики ФПУ или зоны ФПУ.

4.7.1.2 За сигнальную характеристику ФЧЭ ФПУ (или каналов ВЗН) принимают зависимость сигнала (или каналов ВЗН) ФЧЭ ФПУ от времени накопления.

4.7.1.3 За сигнальную характеристику ФПУ или зоны ФПУ принимают зависимость среднего значения сигнала ФПУ или зоны ФПУ (по недефектным ФЧЭ) от времени накопления.

4.7.1.4 При измерении сигнальной характеристики ФПУ или зоны ФПУ необходимо формировать зону равномерной освещенности (неравномерность освещенности менее 1%) максимального размера.

4.7.1.5 Для ФПУ с холодной диафрагмой измерение сигнальной характеристики ФЧЭ ФПУ и сигнальной характеристики ФПУ рекомендуется проводить только в центральной зоне ФЧЭ ФПУ, которая должна составлять не более 1/3 от диаметра холодной диафрагмы.

4.7.2 Средства измерений и вспомогательное оборудование

Требования к СИ и вспомогательному оборудованию - по 4.1.2.

4.7.3 Подготовка к измерениям

Подготовка к измерениям - по 4.1.3.

4.7.4 Проведение измерений

4.7.4.1 Климатические требования - по 4.1.4.1.

47.4.2 Выполняют действия по 4.1.4.2, 4.1.4.3.

4.7.4.3 Для проведения измерений необходимо определить максимальное время накопления
, при котором происходит полное заполнение ячейки (ячеек) накопления ФЧЭ (ФПУ или зоны ФПУ) (см. рисунок 7), которое соответствует среднему максимальному значению выходного сигнала. Метод подбора времени накопления - по 4.6.4.6.

Рисунок 7 - График для определения максимального времени накопления
4.7.4.4 Шаг
, с которым следует проводить определение сигнальной характеристики, вычисляют по формуле
, (64)
где
- время накопления, при котором происходит полное заполнение ячейки, соответствующее среднему максимальному значению выходного сигнала
(см. рисунок 7);
- время накопления, соответствующее среднему минимальному значению выходного сигнала
, ниже которого при уменьшении времени накопления сигнал не уменьшается (см. рисунок 7);
- число шагов измерений, для построения сигнальной характеристики; рекомендуется принимать
10, если иное не указано в ТУ или в других документах на ФПУ конкретного типа, или в ином документе, регламентирующем порядок проведения измерений.
4.7.4.5 Измеряют среднее значение выходного сигнала по недефектным элементам в зависимости от времени накопления с шагом
. Измерение сигнала ФЧЭ и среднего значения сигнала по ФПУ (зоне ФПУ) проводят по 4.2. За уровень сигнала, измеряемого по 4.2.4.3 и 4.2.4.4, принимают сигналы при времени накопления
.

4.7.5 Обработка результатов

4.7.5.1 В результате измерений получают последовательность сигналов с ФЧЭ или средних значений сигналов
ФПУ или зоны ФПУ (по недефектным элементам) в зависимости от времени накопления
с шагом
, где
, при этом
и
.

4.7.5.2 Строят график сигнальной характеристики ФЧЭ ФПУ и/или ФПУ или зоны ФПУ.

4.7.5.3 Относительную погрешность измерения сигнала ФЧЭ (среднего значения сигнала ФЧЭ ФПУ или зоны ФПУ по недефектным ФЧЭ) определяют по 4.2.

4.7.5.4 Относительную погрешность измерения времени накопления определяют по документации на стенд и/или ФПУ конкретного типа или путем верификации работы ПО стенда.

Для верификации подключают осциллограф к каналу, по которому подается тактовый импульс сигнала начала и окончания накопления на ФПУ согласно схеме, приведенной в ТУ или в другом документе на ФПУ конкретного типа, или в ином документе, регламентирующем порядок проведения измерений, и измеряют длительность сигнала, определяющего начало и окончание накопления. Проверяют соответствие времени накопления отображаемого в ПО стенда и показаний осциллографа.

Абсолютную погрешность измерения времени накопления, полученную путем верификации, вычисляют по формуле

, (65)
где
- абсолютная погрешность измерения временных промежутков с применением осциллографа;
- разница значений времени накопления, полученных с помощью ПО и осциллографа; принимают равной нулю при определении времени накопления с помощью осциллографа.
4.7.5.5 Погрешность определения сигнальной характеристики ФЧЭ ФПУ (или каналов ВЗН) и сигнальной характеристики ФПУ или зоны ФПУ не должна выходить за пределы интервала
±5%
с заданной вероятностью
0,95.

4.8 Метод определения линейности энергетической характеристики сигнала

4.8.1 Сущность метода

4.8.1.1 Метод применяют для определения линейности энергетической характеристики ФПУ.

4.8.1.2 За линейность энергетической характеристики сигнала ФПУ принимают отклонение энергетической характеристики сигнала ФПУ от линейного закона, которую определяют с помощью:

- коэффициента корреляции между падающим потоком (плотностью потока) на ФПУ (зону ФПУ) и средним значением сигнала ФПУ (зоны ФПУ);

- отклонения энергетической характеристики сигнала от прямой.

4.8.1.3 Допускается применять вместо энергетической характеристики сигнала ФПУ сигнальную характеристику ФПУ или зоны ФПУ, в этом случае вместо относительного значения потока (плотности потока излучения) используют время накопления.

4.8.2 Средства измерений и вспомогательное оборудование

Требования к СИ и вспомогательному оборудованию - по 4.1.2.

4.8.3 Подготовка к измерениям

Подготовка к измерениям - по 4.1.3.

4.8.4 Проведение измерений

4.8.4.1 Для определения коэффициента корреляции между падающим потоком (плотностью потока) на ФПУ (зону ФПУ) и средним значением сигнала ФПУ (зоны ФПУ) измеряют энергетическую характеристику по 4.6.

4.8.4.2 Для определения отклонения энергетической характеристики сигнала от прямой измеряют энергетическую характеристику сигнала ФПУ (или зоны ФПУ) в трех точках: 2, N-2, N-1 по 4.6.

4.8.5 Обработка результатов

4.8.5.1 При определении линейности энергетической характеристики сигнала ФПУ по коэффициенту корреляции вычисляют коэффициент корреляции
по формуле
, (66)
где
- среднее значение относительного потока излучения
;
- среднее значение сигнала ФПУ или зоны ФПУ по недефектным ФЧЭ.

Энергетическую характеристику сигнала ФПУ считают линейной, если коэффициент корреляции не менее 0,95, если иное не указано в ТУ или в другом документе на ФПУ конкретного типа, или в ином документе, регламентирующем порядок проведения измерений.

4.8.5.2 Определение отклонения энергетической характеристики сигнала от прямой: энергетическую характеристику считают линейной, если точка
отклоняется от прямой, построенной по точкам
и
, не более чем на
±20%
с заданной вероятностью
0,95.

4.9 Метод измерения динамического диапазона входного сигнала

4.9.1 Сущность метода

4.9.1.1 Метод применяют для определения динамического диапазона входного сигнала ФПУ (или зоны ФПУ).

4.9.1.2 За среднее значение динамического диапазона входного сигнала ФПУ принимают десятичный логарифм отношения среднего относительного значения потока излучения к относительному значению потока, соответствующего шуму, умноженный на 20.

4.9.1.3 Допускается применять вместо энергетической характеристики сигнала ФПУ сигнальную характеристику ФПУ или зоны ФПУ, в этом случае вместо относительного значения потока (плотности потока излучения) используют время накопления.

4.9.2 Средства измерений и вспомогательное оборудование

Требования к СИ и вспомогательному оборудованию - по 4.1.2.

4.9.3 Подготовка к измерениям

Подготовка к измерениям - по 4.1.3.

4.9.4 Проведение измерений

Измеряют энергетическую характеристику сигнала ФПУ в соответствии с 4.6.

4.9.5 Обработка результатов

4.9.5.1 В случае, если требования линейности энергетической характеристики сигналов не заданы в ТУ или в другом документе на ФПУ конкретного типа, или в ином документе, регламентирующем порядок проведения измерений, то динамический диапазон входного оптического сигнала ФПУ вычисляют по формуле

, (67)
где
- относительное значение потока, соответствующее максимальному заполнению ячеек накопления ФЧЭ ФПУ или зоны ФПУ;
- относительное значение потока, соответствующее шуму.

4.9.5.2 В случае если требования к линейности энергетической характеристики заданы, то проверяют линейность в соответствии с 4.8 или по энергетической характеристике определяют относительное значение критической мощности потока по заданному уровню отклонения от линейности в соответствии с ТУ или с другим документом на ФПУ конкретного типа, или с иным документом, регламентирующим порядок проведения измерений.

4.9.5.3 Абсолютную погрешность измерения входного оптического сигнала ФПУ вычисляют по формуле

, (68)
где
- относительная погрешность измерения относительного значения потока, соответствующего шуму, вычисленное по формуле (63).
4.9.5.4 Погрешность определения динамического диапазона входного сигнала ФПУ (или зоны ФПУ) не должна выходить за пределы интервала
±8%
с заданной вероятностью
0,95.

4.10 Метод измерения динамического диапазона выходного сигнала

4.10.1 Сущность метода

4.10.1.1 Метод применяют для определения динамического диапазона выходного сигнала ФЧЭ ФПУ (или каналов ВЗН), динамического диапазона выходного сигнала ФПУ (или зоны ФПУ) и разброса динамического диапазона ФПУ.

4.10.1.2 За динамический диапазон выходного сигнала ФЧЭ (или канала ВЗН) ФПУ принимают десятичный логарифм отношения диапазона выходного сигнала ФЧЭ (или канала ВЗН) ФПУ к шуму ФЧЭ (или канала ВЗН) ФПУ, умноженный на 20.

4.10.1.3 За среднее значение динамического диапазона выходного сигнала ФПУ принимают десятичный логарифм отношения среднего значения диапазона выходного сигнала ФПУ (по недефектным элементам) к среднему значению шума ФПУ (по недефектным элементам), умноженный на 20.

4.10.1.4 За разброс динамического диапазона выходного сигнала ФПУ принимают СКО динамического диапазона выходного сигнала ФЧЭ ФПУ по недефектным элементам.

4.10.1.5 Данный метод допускается применять вместо метода, приведенного в 4.9, в случае линейной энергетической характеристики сигнала, которую определяют по 4.8.

4.10.2 Средства измерений и вспомогательное оборудование

Требования к СИ и вспомогательному оборудованию - по 4.1.2.

4.10.3 Подготовка к измерениям

Подготовка к измерениям - по 4.1.3.

4.10.4 Проведение измерений

4.10.4.1 Измеряют диапазон выходного сигнала ФЧЭ (или канала ВЗН) ФПУ и/или среднее значение диапазона выходного сигнала ФЧЭ (или канала) ВЗН ФПУ по недефектным элементам по 4.5.

4.10.4.2 Измеряют шум ФЧЭ (или канала ВЗН) ФПУ и/или среднее значение шума ФПУ (по недефектным элементам) по 4.1. Для ФПУ УФ и коротковолнового ИК диапазона спектра шум измеряют при отсутствии потока излучения; для ФПУ средневолнового и длинноволнового ИК диапазона шум измеряют при заданном уровне заполнения ячейки накопления ФЧЭ или заданном времени накопления (если иное не установлено в ТУ или стандартах на ФПУ конкретного типа или в ином документе, регламентирующем порядок проведения измерений).

4.10.5 Обработка результатов

4.10.5.1 Динамический диапазон выходного сигнала с
ФЧЭ (или канала ВЗН) ФПУ
вычисляют по формуле
, (69)
где
- сигнал с
ФЧЭ (или канала ВЗН) ФПУ, вычисленное по формуле (14);
- шум
ФЧЭ (или канала ВЗН) ФПУ, вычисленное по формуле (2).
4.10.5.2 Динамический диапазон выходного сигнала с ФПУ
вычисляют по формуле
, (70)
где
- среднее значение сигнала с ФПУ, вычисленное по формуле (15);
- среднее значение шума ФПУ, вычисленное по формуле (4).
4.10.5.3 Разброс динамического диапазона выходного сигнала ФПУ
вычисляют по формуле
, (71)
где
- число недефектных элементов (или каналов ВЗН) ФПУ.
4.10.5.4 Абсолютную погрешность измерения динамического диапазона выходного сигнала ФЧЭ (или канала ВЗН) ФПУ
вычисляют по формуле
, (72)
где
- относительная погрешность измерения ОСШ ФЧЭ (или канала ВЗН) ФПУ, вычисленная по формуле (23), в которую в качестве относительной погрешности сигнала подставляют относительную погрешность диапазона выходного сигнала ФЧЭ (или канала ВЗН) ФПУ, вычисленную по формуле (43).
4.10.5.5 Абсолютную погрешность измерения среднего значения динамического диапазона выходного сигнала ФПУ
вычисляют по формуле
, (73)
где
- относительная погрешность измерения среднего значения ОСШ ФПУ, вычисленная по формуле (24), в которую в качестве относительной погрешности измерения среднего значения сигнала ФПУ подставляют относительную погрешность измерения среднего значения диапазона выходного сигнала ФПУ, вычисленную по формуле (46).

4.10.5.6 Абсолютную погрешность измерения разброса динамического диапазона выходного сигнала ФПУ вычисляют по формуле

. (74)

4.10.5.7 Погрешность определения динамического диапазона выходного сигнала ФЧЭ ФПУ (или каналов ВЗН), динамического диапазона выходного сигнала ФПУ (или зоны ФПУ) и разброса динамического диапазона ФПУ не должна выходить за пределы интервала
±20%
с заданной вероятностью
0,95.

4.11 Метод определения эквивалентной шуму разности температур

4.11.1 Сущность метода

4.11.1.1 Метод применяют для измерения эквивалентной шуму разности температур (ЭШРТ) ФЧЭ ФПУ (или каналов ВЗН), ЭШРТ ФПУ (или зоны ФПУ) и разброса ЭШРТ ФПУ для ФПУ средневолнового и длинноволнового ИК диапазона с холодной диафрагмой.

4.11.1.2 За ЭШРТ ФЧЭ (или канала ВЗН) ФПУ принимают отношение разницы двух температур АЧТ к ОСШ ФЧЭ. За сигнал принимают разницу фотооткликов ФЧЭ при двух температурах АЧТ. За шум - значение шума, соответствующее минимальной из устанавливаемых на АЧТ температур.

4.11.1.3 За ЭШРТ ФПУ принимают среднее значение ЭШРТ ФЧЭ ФПУ (по недефектным элементам).

4.11.1.4 За разброс ЭШРТ ФПУ принимают СКО ЭШРТ ФЧЭ ФПУ (по недефектным элементам).

4.11.2 Средства измерений и вспомогательное оборудование

Требования к СИ и вспомогательному оборудованию - по 4.1.2.

4.11.3 Подготовка к измерениям

Подготовка к измерениям - по 4.1.3.

4.11.4 Проведение измерений

4.11.4.1 Климатические требования - по 4.1.4.1.

4.11.4.2 Выполняют действия по 4.1.4.2, 4.1.4.3.

4.11.4.3 При измерении ЭШРТ задают время накопления или значение заполнения ячеек накопления ФЧЭ ФПУ. При отсутствии требований в ТУ на ФПУ конкретного типа уровень заполнения ячеек должен быть 0,7. Установку уровня заполнения ячеек накопления ФПУ проводят в соответствии с 4.6.4.4. Требования к погрешности установки уровня заполнения - в соответствии с 4.1.4.4.

4.11.4.4 Устанавливают температуру АЧТ
, равную 300 К (если иная температура не указана в ТУ или в других документах на ФПУ конкретного типа, или в ином документе, регламентирующем порядок проведения измерений), и измеряют шум ФЧЭ ФПУ.
4.11.4.5 Измеряют сигнал ФЧЭ ФПУ по 4.2 для температур АЧТ
и
, где
равно 3 К (если иные температуры не указаны в ТУ или в другом документе на ФПУ конкретного типа, или в ином документе, регламентирующем порядок проведения измерений).

4.11.5 Обработка результатов

4.11.5.1 ЭШРТ ФЧЭ ФПУ
вычисляют по формуле
, (75)
где
- сигнал с
ФЧЭ (или канала ВЗН) ФПУ, вычисленный по формуле (14);
- шум
ФЧЭ (или канала ВЗН) ФПУ, вычисленный по формуле (2).
4.11.5.2 ЭШРТ ФПУ
вычисляют по формуле
, (76)
где
- число недефектных элементов (или каналов ВЗН) ФПУ.
4.11.5.3 Разброс ЭШРТ ФПУ
вычисляют по формуле
. (77)

4.11.5.4 Расчет неопределенности измерения ЭШРТ ФЧЭ (или канала ВЗН) ФПУ

На неопределенность измерения ЭШРТ ФЧЭ (или канала ВЗН) ФПУ влияют погрешность измерения ОСШ ФЧЭ, погрешность установки температуры
, погрешность установки
, погрешность коэффициента излучения АЧТ, погрешность установки уровня заполнения ячеек накопления ФЧЭ ФПУ.
Относительную погрешность измерения ЭШРТ ФЧЭ (или канала ВЗН) ФПУ
вычисляют по формуле
, (78)
где
- относительное значение погрешности измерения сигнала ФЧЭ с номером
ФПУ, вычисленное по формуле (17);
- относительное значение погрешности измерения шума единичного ФЧЭ с номером
ФПУ, вычисленное по формуле (7);
- абсолютная погрешность установки температуры
,
°
С;
- коэффициент, зависящий от диапазона работы ФПУ; для средневолновых ФПУ его принимают равным 0,025, для длинноволновых ФПУ - 0,07;
- абсолютная погрешность установки температуры
на АЧТ,
°
С;
- абсолютная погрешность определения уровня заполнения ячеек накопления, %; при фиксации времени накопления принимают равной нулю;
- коэффициент, зависящий от разницы температур между АЧТ и окружающей средой, интегрального коэффициента излучения АЧТ, спектрального диапазона измеряемого ФПУ и фиксируемого параметра при измерении ЭШРТ (времени накопления или значения заполнения ячеек накопления ФЧЭ ФПУ); значения коэффициента
приведены в приложении Б.

4.11.5.5 Расчет неопределенности измерения ЭШРТ ФПУ

На неопределенность измерения ЭШРТ ФПУ влияют погрешность измерения ЭШРТ ФЧЭ, число недефектных ФЧЭ, погрешность установки температуры
, погрешность установки
, погрешность коэффициента излучения АЧТ, погрешность установки уровня заполнения ячеек накопления ФЧЭ ФПУ.

Относительную погрешность измерения ЭШРТ ФПУ вычисляют по формуле

. (79)
При расчете ЭШРТ ФПУ допускается вводить коэффициент
как поправочный, в этом случае
при расчете погрешности измерения ЭШРТ ФПУ принимают равным нулю и исправленное значение ЭШРТ ФПУ
вычисляют по формуле
. (80)

4.11.5.6 Расчет относительного значения неопределенности измерения разброса ЭШРТ ФПУ
вычисляют по формуле