База ГОСТовallgosts.ru » 31. ЭЛЕКТРОНИКА » 31.260. Оптоэлектроника. Лазерное оборудование

ГОСТ 25678-83 Средства измерений энергии импульсного лазерного излучения. Виды. Основные параметры. Методы измерений основных параметров

Обозначение: ГОСТ 25678-83
Наименование: Средства измерений энергии импульсного лазерного излучения. Виды. Основные параметры. Методы измерений основных параметров
Статус: Утратил силу в РФ
Дата введения: 06/30/1984
Дата отмены:
Заменен на: -
Код ОКС: 31.260
Скачать PDF: ГОСТ 25678-83 Средства измерений энергии импульсного лазерного излучения. Виды. Основные параметры. Методы измерений основных параметров.pdf
Скачать Word:ГОСТ 25678-83 Средства измерений энергии импульсного лазерного излучения. Виды. Основные параметры. Методы измерений основных параметров.doc

Текст ГОСТ 25678-83 Средства измерений энергии импульсного лазерного излучения. Виды. Основные параметры. Методы измерений основных параметров



Цена 3 коп.

fy

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗА ССР

СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИИ ЭНЕРГИИ ИМПУЛЬСНОГО ЛАЗЕРНОГО

ИЗЛУЧЕНИЯ

ВИДЫ. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ.

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ

ГОСТ 25678-83

Издание официальное

УДК 535.231.15:621.375.826:006.354    Группа П48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ ЭНЕРГИИ ИМПУЛЬСНОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ.

Виды. Основные параметры. Методы измерений основных параметров

Instruments for modsurement of pulse laser energy Iypes Basic parameters Methods tor measurement ot

basic paiameters

ОКСТУ 6343

ГОСТ

25678-83

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 23 марта 1983 г. № 1306 срок введения установлен

с 01.07.84

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на средства измерений (СИ) энергии однократных импульсов лазерного излучения и ус танавливает их виды, основные параметры и методы измерении основных параметров при изменении параметров исследуемою in-лучения в пределах:

0,4—2; 10,6 мкм - рабочие длины волн,

10~10—500 Дж — диапазон значений энерши излучения,

10~9—1 с - длительность импульса излучения.

Стандарт не распространяется на измерительные имну 1ьсные лазеры.

1. виды

1.1.    Устанавливают следующие ви*ы средств измерений оперши импульсною лазерного излучения:

тепловые измерительные преобразователи;

измерительные приборы, основанные па тепловых и фотоэлектрических измерительных преобразователях

1.2.    Тепловые измерительные преобразователи подра здолями па виды в соответствии с ГОСТ 253Г2—82.

Издание официальное ★

Перепечатка воспрещена (§) Издательство стандартов, 1983

2. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ

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

2.2.    Для измерительных приборов, используемых при измерении энергии импульсного лазерного излучения, в качестве основных параметров устанавливают чувствительность, шнейныи динамический диапазон и основную относительную погрешность. Указанные параметры нормируют в технической док\ ментации на конкретные измерительные приборы.

з. методы измерении основных параметров

3.1.    Измерительная аппаратура и вспомогательное оборудование

3.1.1.    Измерительная annapaiypa и вспомогательное оборудование, используемые при измерении основных параметров тепловых вз-меряхелшшх .преобразователей, — ло ГОСТ 25312—82,

3.1.2.    При измерении основных параметров измерительных приборов используют следующие измерительную аппаратуру и вспомогательное оборудование.

источник излучения на основе лазера пли светодиода со значениями основных параметров, изменяющимися в пределах, находящихся внутри спектрального и динамического диапазонов исследуемого СИ;

средсхво измерений энергии импульсного лазерною излучения, аттестованное или прошедшее поверку (далее — СИ с известными параметрами), основная погрешность которого меньше предполагаемой основной погрешности исследуемого СИ, работающее в динамическом и спектральном диапазонах исследуемого СИ;

ria6op нейтральных ослабителей, аттестованных на рабочих длинах волн с пределами изменений значений коэффициента пропускания т от 0,1 до 0,9. Основная погрешность ослабителя — не более о о ,

оптическую систему, состоящую из оптических элементов, предназначенных для фокусировки и деления пучка лазерного излучения.

3 2. Подготовка к измерениям

3 2.1 Измерения проводят при нормальных \словиях, установленных в ГОСТ 24469—80.

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

3.2.3.    Перед проведением измерений должны быть выполнены следующие подготовптельные работы:

исследуемое и контрольное СИ и СИ с известными параметрами должны быть заземлены, установлены в рабочее положение, включены в есть, прогреты при номинальном напряжении электропитания и выдержаны в нормальных условиях в течение времени, указанного в эксплуатационной документации. Все операции по подготовке к измерениям следует выполнять з соответствии с «Правилами устройства электроустановок» и «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей», утвержденных Госэнергонадзором.

Оптическая система должна быть отъюстирована таким образом, чтобы излучение попадало в центр оптических элементов, осуществляющих фокусировку и деление пучков излучения, и в центр приемных поверхностей СИ. Не допускается даже частичное попа дание пучка на оправы входных окон СИ.

В помещении не должно быть конвекционных потоков (в том числе активной вентиляции), посторонних тепловых возмущений, внешних магнитных полей. Уровень запыленности не должен превышать 20 пыл / ч*см2.

3.3. Определение чувствительности измерительных приборов на фиксированных длинах волн в диапазоне 0,4—2 мкм

Определяют чувствительность измерительных приборов на установке, схема которой приведена на чертеже, методом сравнения с аттестованным (поверенным) СИ в последозательности, приведенной ниже.

Блок-схема установки для определения чувствительности измерительных приборов

/ - источник излучения, 2 — делительная пластина, л 6—нейтральные ослабители, 4—СИ с известными па раметрамн 5-—исследуемое СИ, 7—контрольное СИ

3.3.1. По показаниям СИ с известными параметрами устанавливают режим накачки источника излучения или подбирают коэффициент пропускания нейтрального ослабителя 3 таким образом, чтобы обеспечить работу СИ в таких условиях, чтобы энергия излучения, падающего на его чувствительный элемент, изменялась

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

332 Определяю! коэффициент деления делительной пластины, для чего подаюI одиночный импульс лазерного излучения и снимают показания СИ с известными параметрами и контрольного СИ, соответствующие значениям энергии излучения, прошедшего черз делительную пластин) W£ и отраженного от нее Nt.

3 33 Вычис 1ягот результат единичного измерения коэффициента 1C тения К телительной пластины по формуле

Кг

Wt

(1)

гхе Nr — г-е показание контрольного СИ,

Wt — i с значение энергии излучения, прошедшего через делительную пластину

3 3 4 Проводят серию из п измерений К, (п>5) на о и эм \ ровне энергии и определяют среднее значение коэффициента телепня делительной пластины по формуле

К

К

где К, — результат единичною измерения коэффициента деления

33 5 Оценивают среднее ю адратнческое отклонение S (К) ре зультага измерения коэффициента детеиия дептетьной пластины в процентах по формуле

/ п “    '

_    - X (K-Kty

S(/\)    -.1    ‘    —р-—■ 100    (3)

v 7 Д Г    Чп 1)    к J

S (К) нс должно превышать 1%

3 3 Ь. Заменяют СИ с известными параметрами исследуемым СИ, регистрируют показания Nt контрольною СП и показания Nь исследуемого СИ и вычисляют значение чувствительности прибора А, тля единичного наблюдения по формуле

Л х    (4)

3 3 7. Проводят серию из п измерений At (п>5) на том же уровне энергии, при котором был определен коэффициент деления делительной пластины К Определяют среднее значение чувствительности измерительного прибора

Пр имечани е. В необходимых случаях значения чувствительности приборов, основанных на тепловых преобразователях, вычисляют с учетом поправки на температуру i в помещении, при которой выполняют измерения

At

ЛИ N-“(*4-01;

I

п

(6>

(7)

1Де.1*    — результат единичного измерения чувствительности с поправкой на

температуру t;

/и — нормальная температура, равная 20 °С, t — температура в помещешш;

а — температурный коэффициент, определяемый эмпирическим п\тем указываемый в ПТД па СИ конкретных видов

3.3.8. Оценивают среднее квадратическое отклонение S(H) результата измерений чувствительности измерительного прибора в процентах по формуле

S(A)

^ (А-А,У

i=\

(8>

3.4.    Определение чувствительности измерительного прибора на длине волны 10,6 м к м

Чувствительность измерительных приборов на длине волны 10,6 мкм определяют на установке, схема которой приведена па чертеже, при использовании в качестве источника излучения лазера непрерывного режима работы и при введении в эту схему дополнительного затвора, располагаемого перед делительной пластиной, в последовательности приведенной ниже.

3.4.1.    Изменяя длительность импульса лазерного излучения затвором и мощность излучения лазера по показаниям СИ с известными параметрами, добиваются, чтобы энергия импульса излучения, падающего на чувствительный элемент СИ, изменялась в пределах, указанных в НТД на СИ конкретных видов.

3.4.2.    Подавая с помощью затвора одиночные импульсы излучения, определяют Кг , К7 А,, А и S (Л) в соответствии с пп. 3.3.3— 3.3.8.

3.5.    Для каждой длины волны смещают центр входного окна СИ относительно центра сечения пучка на фиксированные расстояния вверх, вниз, влево, вправо, а также изменяя фиксированным образом угол между нормалью к плоскости входного окна СИ и осью пучка в пределах допускаемой расходимости лазерного излучения, для каждого нового положения СИ повторяют серию из п измерений (я>5) и находят среднее значение чувствительности в соответствии с пп. 3.3.6 и 3.3.7. За искомое значение чувствительности А принимают среднее арифметическое полученных средних значений At.

3.6. Определенно линейного динамического диапазона

Линейность СИ исследуют на установке, схема которой приведена на чертеже, в последовательности, приведенной ниже.

3.6.1. Проводят п одновременных измерений энергии импульсов излучения (п>5) исследуемым и контрольным СИ и вычисляют среднее значение отношения показаний СИ по формуле

л

V

л = I

п

(9)

где Nj — отсчет по исследуемому СИ;

Nн — отсчет по контрольному СИ; п — число измерений.

3.6.2.    Устанавливают поочередно аттестованные ослабители с коэффициентом пропускания т=0,7; 0,5; 0,3; 0,1, чтобы отсчеты по исследуемому СИ лежали поочередно в последней, третьей, второй и первой четвертях шкалы, и проводят при каждом ослабителе по п одновременных измерений (п^5) исследуемым и контрольным СИ. Для каждой серии измерений находят среднее значение отношения показаний этих СИ по формуле (9).

3.6.3.    Коэффициент нелинейности исследуемого СИ или границу неисключенной систематической погрешности, обусловленную изменением чувствительности СИ в линейном динамическом диапазоне, 0Д д определяют в процентах по формуле

вд Д =-

шах(ДСр max KjcpJy)

К

•100.

ср шах

(10)

где /Сер шах — значение коэффициента Kjc? при отсчетах, соответствующих крайнему верхнему значению диапазона измерений СИ;

уср — отношение показаний исследуемого и контрольного СИ при коэффициенте пропускания ослабителя тj в данной серии измерений.

Показание исследуемого СИ принимают равным верхнему пределу линейного динамического диапазона, если коэффициент нелинейности ©д.д равен, но не превышает значения, указанного в НТД на СИ конкретных видов, и принимают равным нижнему пределу линейного динамического диапазона, если 0Д(Д равен, но не меньше соответствующего значения, указанного в НТД.

3.7. Определение основной погрешности

Основную относительную погрешность определяют по формуле

(П)

где К — коэффициент, зависящий от соотношения случайной и не-исключенной систематической погрешностей, от принятой доверительной вероятности и определяемый по ГОСТ 8.207—76;

Sl — оценка суммарного квадратического отклонения, характеризующая i-ю случайную погрешность;

п

LS?— определяют по формуле

i=i

где

$2

0У

п

V

(12)

оценка среднего квадратического отклонения случайной погрешности СИ с известными параметрами, указанная в паспорте или свидетельстве о метрологической аттестации, %;

—    оценка среднего квадратического отклонения результата измерений среднего значения чувствительности, вычисленная по формуле (8), %;

—    граница /-й составляющей неисключенной системати

ческой погрешности;

т

2©г — определяют по формуле /=1 1

т

У, 0? -Вг + 0? + ©5 + ©| ,    (13)

где 0[ — иеисключенная систематическая погрешность СИ с известными параметрами, указанная в паспорте или свидетельстве о метрологической аттестации, %;

02 — иеисключенная систематическая погрешность, обусловленная зависимостью чувствительности измерительного прибора от угла в пределах допускаемой расходимости лазерного излучения и места падения пучка излучения на входное окно СИ, %;

©з — 9д.д — иеисключенная систематическая погрешность, обусловленная изменением чувствительности СИ в линейном динамическом диапазоне, определяемая в процентах в соответствии с п. 3.6.3;

©2— граница составляющих неисключенной систематической погрешности, влияющих на изменение чувствительности (например, обусловленных изменением длительности и формы импульсов излучения, спектрального состава излучения, температуры, напряжения питания в пределах нормальных условий и т. п.), %.

Значения ©2 и Ох вычисляют по формулам

А-А

2(U)

»

А

(14)

где а — число результатов измерений;

А — среднее значение чувствительности (см. п. 3.3.7);

A\t — значение чувствительности, определяемое в соответствии с п. 3.3.6 при максимально допускаемом изменении одного из влияющих на 02 и параметров.

Вид и число составляющих 0v устанавливают в зависимости от свойств использованных материалов, конструкций и условий применения исследуемого СИ.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Рекомендуемое

ПРОТОКОЛ

измерении чувствительности измерительного прибора

Таблица 1

Результаты измерений

Номер наблюдений

Среднее

значение

1

2

3

4

5

1. Показание контрольного СИ Ni

2. Значение энергии излучения Wi

3. Коэффициент деления делительной пластины

— Is К= 4- 2 К5 г=1

4. Оценка с, к. о. результата измерений К для п = 5

Г \ (R-Ki)*

“'и -

Х100%

5. Показание исследуемого СИ Nj

6. Соответствующее показание контрольного СИ

7. Чувствительность исследуемого СИ

Ai^-K'NjlNt

>1= -1- 2 АС

5 (=t

8. Оценка с. к. о. результата измерения А для п~5

- 1 -ш/~ KCa~Ai)*

S(A)- I 1/ ,=1 у A Y 20

Х100%

Примечания

1.    Табл \ приведена для сличая попадания пучка излучения в центр приемной поверхности СИ.

2.    Для случаев смещения центра сечения пучка из ту чення и центра приемной поверхности СП друч относительно друы на фиксированные расстояния вверх, вниз, влево, вправо соответственно составляют протоколы измерений по форме, аналогичной табл 1 При этом в наименованиях таблиц следует указы вать положение центра приемной поверхности СП относительно центра сечения пучка излучения.

3.    Для случаев смещения оси, проходящей через центр приемной повеохиос-тн и перпендикулярной к ней, относительно осп пучка излучения на фиксирован ные углы вверх и вниз в вер шкальной и i оризонталыюи плоскостях соотнетст венно составляют протоколы измерении по форме, аиаюычнои таб i 1 При этом в наименованиях Таб шц с юдует указывать по южсипе указанных осей друг относительно друтл.

ПРОТОКОЛ

измерений линейного динамического диапазона СИ

Таблица 2

Результаты измерении

Номер наблюдений

Среднее

значение

1

2

3

4

5

Показание исследуемого СИ N с

Показание контрольного СИ Nh

Отношение значении NtINK

1 5

О Лк—J

Примечание. Повторить для каждого из следующих значений коэффициентов пропускания ослабителей: Ту—0,3; 0,5; 0,7 и для каждого

Ту находится /С;ср, а коэффициент нелинейности СИ или границу неисключен-

ной систематической погрешности, обусловленную изменением чувствительности СИ в линейном динамическом диапазоне, ©д д определяют в процентах по формуле

max (Кср шах ^/ср/'1/)

Од д = -» —.—2--100 .

Лер max

Редактор Л. А. Бурмистрова Технический реда!сгор А. Г. Киши пин Корректор JL А. Пономарева

Сдано в наб. И.04.83 Поди. к иеч. 29.06.83 (Т75 и. л. 0,58 уч.-изд. л. Тир. ЮООО Цена 3 коп.

Ордена «Знак Почета» Издательство стандартов. 123557, Москва, Новопресненский лер., 3. Калужская типография стандартов, ул. Московская. 256. Зак. 1213