Преобразователи лазерного излучения измерительные тепловые термоэлектрические. Типы и основные параметры. Методы измерений

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗА ССР

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЛАЗЕРНОГО

ИЗЛУЧЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ

ТЕПЛОВЫЕ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ

г,

ТИПЫ И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ

ГОСТ 25312-82

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ..

Москва '
РАЗРАБОТАН Государственным комитетом СССР по стандартам ИСПОЛНИТЕЛИ
Б. М. Степанов (руководитель темы), T. Н. Игнатович, Ю. Д. Игнатьев,
А. С. Ильин, А. П. Кнюпфер, А. Ф. Котюк, С. М. Мельникова, В. И. Сачков
ВНЕСЕН Государственным комитетом СССР по стандартам
Член Госстандарта Л. К. Исаев
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государст­венного комитета СССР по стандартам от 17 июня 1982 г. № 2425
УДК 535.2.087.92.083:006.354

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТЕПЛОВЫЕ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ

Типы и основные параметры. Методы измерений
Measuring thermal thermoelectric laser radiation transducers.
Types and basic parameters. Measuring methods
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 17 июня 1982 г. N9 2425 срок введения установлен
с 01.07. 1983 г.
Настоящий стандарт распространяется на термоэлектрические калориметрические преобразователи, предназначенные для исполь­зования в качестве рабочих и образцовых средств измерений энер­гии импульсного и средней мощности непрерывного лазерного из­лучения (далее — преобразователи энергии и (или) мощности из­лучения) .

1. ТИПЫ И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ

1.1. Устанавливают типы преобразователей энергии и мощ­ности излучения, указанные в табл. 1.
Таблица 1
Тип преобра­зователя
Пределы основной допускаемой относительной погрешности
В ремя между двумя измерения­ми, мин, не бо­лее
Параметры и характеристики измеряемого излучения

Спектраль­ный диа­пазон, м км
Измеряемая эпергия (мощность)
Длитель­ность импуль­са но уров­ню 0,5, с
Преобразова­тели энергии излучения
Преобразова­тели мощности излученИЯ
2-10-2—20-10~2
1 - Щ—2—20-10-2
10
0,3—11,8
10“5-104 Дж
10-3—102 Вт
10~8 —1

1.2. Энергетические, спектральные и временные диапазоны конкретных преобразователей энергии и (или) мощности излуче­ния — по ГОСТ 8.357—79. ' ___
Издание официальное Перепечатка uuc;; ■гг угна
★
1.3. Устанавливают основные параметры и характеристики преобразователей энергии и мощности излучения, приведенные в табл. 2.
Таблица 2

Коэффициент преобразования при температуре 293 К на фиксированной длине волны, мВ-Дж-1 (мВ-Вт-1)
Предельное относительное изменение коэффициен­та преобразования от уровня измеряемой энергии (мощности) в диапазоне (поддиапазоне) измерений, %, не более
Предельное относительное изменение коэффициен­та преобразования в диапазоне температур 283— 308 К, %-К.-1, не более
Предельное относительное изменение коэффициен­та преобразования от координаты приемного элемен­та, %-мм-1, не более
Время достижения максимального значения э.д.с. при значении коэффициента преобразования ОД— 150 мВ-Дж-1, с
Время сохранения значения э.д.с. на уровне, рав­ном 0,95 максимального, при значении коэффициен­та преобразования 0,1—150 мВ-Дж-1, с
Постоянная времени при значении коэффициента преобразования 10—300 мВ-Вт-1, с
Примечание. В технических условиях на конкретные преобразователи допускается нормировать значения коэффициента преобразования для фиксиро­ванных значений длин волн из числа следующих: 0,5; 0,53; 0,63; 0,69; 1,06; 1,15; 10,6 мкм.

2. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ

2.1. Общие положения
2.1.1. Все измерения проводят в нормальных условиях по ГОСТ 24469—80.
2.1.2. В помещении, где проводят измерения, не должно быть конвекционных потоков (в том числе активной вентиляции), ис­точников пыли, посторонних тепловых возмущений, внешних маг­нитных полей.
2.1.3. Средства измерений должны быть поверены в соответ­ствии с ГОСТ 8.002—71. Нестандартизованные средства измере­ний должны быть аттестованы в соответствии с ГОСТ 8.326—78.
2.1.4. При подготовке к измерениям и при проведении измере­ний следует руководствоваться правилами безопасности по ГОСТ 24469—80.
2.2. Подготовка к измерениям
2.2.1. Все средства измерений перед началом работы должны быть установлены в рабочее положение, заземлены, включены в сеть и прогреты в течение промежутка времени, указанного в тех­нической документации, утвержденной в установленном порядке.
2.2.2. Лазеры устанавливают на станине оптической скамьи, остальные части измерительной схемы — на юстировочных столи­ках, входящих в комплект оптической скамьи.
2.2.3. Оптическая система должна быть отъюстирована по мак­симальным показателям таким образом, чтобы пучок лазерного излучения попадал в центры оптических элементов и приемных поверхностей преобразователей энергии или мощности излучения.
2.2.4. При необходимости включают систему термостатирова­ния. Измерительный преобразователь выдерживают при постоян­ной температуре перед началом измерений не менее 30 мин.
2.3. Метод измерения коэффициента преобра­зования энергии излучения на фиксированной длине волны
2.3.1. Измерительная аппаратура и оборудование
При измерении следует использовать аппаратуру и оборудова­ние, приведенные ниже:
лазер ГОР-ЮО М для измерений на длине волны 0,69 мкм — энергия импульса не менее 100 Дж, длительность импульса (5— 500)-1О-5 с;
лазер ГОС-ЗО для измерений на длине волны 1,06 мкм — энер­гия импульса 30—50 Дж, длительность импульса на уровне 0,5 10~3 с, расходимость не более 10 мин, режим работы — одиночные импульсы с интервалом 3 мин;
лазер Л Г-22 для измерений на длине волны 10,6 мкм — мощ­ность в многомодовом режиме не менее 30 Вт, в одномодовом ре­жиме не менее 10 Вт;
юстировочный лазер Л Г-78 для измерений на длине волны 0,63 мкм — средняя мощность не менее 25 мВт, расходимость не более 10 мин;
контрольные средства измерений одиночных импульсов ОСИ-33 — диапазон измерений 2-Ю-2— 10 Дж, основная погреш­ность не более 5- 10 2;
система регистрации: специализированный цифровой вольт­метр Щ 68005 с цифропечатающим устройством Щ 68000 К, диа
­
пазон измерений 0—10 Дж, предел основной допускаемой погреш­ности

где А = 0,1 (в поддиапазоне 0—10-1 Дж);
А = 0,05 (в поддиапазоне Ю-1 — 1,0 Дж);
А = 0,02 (в поддиапазоне 1,0—10,0 Дж);
Wk — верхняя граница поддиапазона измерений;
Wx — текущее значение измеряемой энергии;
измерительный усилитель постоянного тока И-37 классов точ­ности 0,2—0,5;
система термостатирования — нестабильность температуры для диапазона 293—313 К не более 2 К-ч-1;
элементы оптической схемы:
механический затвор (см. справочное приложение 1) длитель­ность импульса 0,5—1,0 с;
диафрагма из асбестоцемента (см. справочное приложение 2);
делительная пластина для измерений на длинах волн 0,69 и 1,06 мкм из стекла БС-3 по ГОСТ 9411—75, толщина 2 мм;

Черт. 1
делительная пластина для измерений на длине волны 10,6 мкм из стекла ИКС-29 (см. справочное приложение 3);
зеркало из стекла К-8 по ГОСТ 3514—76 (см. справочное при­ложение 4).
Допускается применять другие средства измерений с аналогич­ными или лучшими характеристиками.
2.3.2. Проведение измерений и обработка результатов изме­рений
2.3.2.1. Схема измерений приведена на черт. 1.
2.3.2.2. После юстировки оптической системы устанавливают режим накачки лазера. Длительность импульса при измерениях на длине волны 10,6 мкм регулируют затвором. Значение энергии импульса должно быть близким к середине диапазона измерений.
2.3.2.3. Подают одиночный импульс лазера и с помощью кон­трольных средств измерений измеряют долю энергии, прошедшую через делительную пластину WOi и отраженную от нее W^. Опре­деляют коэффициент деления делительной пластины ki по фор­муле
(1)
Среднее значение коэффициента деления k определяют по ре­зультатам п измерений на одном уровне энергии (га = 5) по фор­муле
£ = -і— X (2)
п i=i
Среднее квадратическое отклонение результата измерений коэффициента деления S (k) вычисляют по формуле
j / S(^)2
s (k) = |/ п (3)
v 1 г п(п—1) 4 >
2.3.2.4. Контрольное средство измерений заменяют на иссле­дуемый преобразователь с системами регистрации и термостати­рования. После установки преобразователя и его юстировки по­дают единичный импульс лазера и регистрируют значение э.д.с. Еі и значение энергии по показаниям приборов. Коэффициент преобразования Кг вычисляют по формуле
Ki=k-^~
wkl
Проводят пять измерений и определяют среднее арифметичес­кое значение коэффициента преобразования К (га=5) по формуле
~К~ -і— X К, (5)
п
г Зак. Мб
2.3.2.5. Среднее квадратическое отклонение результата изме­рений коэффициента преобразования S (К) вычисляют по фор­муле
г~п—”
і/ Ї(/Сі-Ю2
5(Л)=Л--I/ . (6)
К У п(п— 1)
Суммарное среднее квадратическое отклонение результата из­мерений коэффициента преобразования Ss вычисляют по формуле
/ 02 і q2
Ss = V —V^+S2(/O+ W). (7)
где 0i и 02 — неисключенные систематические составляющие основной погрешности контрольных средств изме­рений, учитываемые как неисключенные система­тические составляющие погрешности результата измерений.
Границы погрешности результата измерений коэффициента преобразования Лк вычисляют по формуле
△к =2Se (8)
При использовании измерительной аппаратуры и оборудова­ния по п. 2.3.1 значение Лк не должно превышать 10-10~2 при до­верительной вероятности 0,95. Форма протокола измерений при­ведена в обязательном приложении 5.
2.4. Метод измерения коэффициента преобра­зования мощности излучения на фиксированной длиневолны
2.4.1. Измерительная аппаратура и оборудование
Для измерений следует использовать аппаратуру и оборудова­ние, приведенные ниже:
лазер ЛГ-106 Ml для измерений на длине волны 0,5 мкм — средняя мощность 10-1 — 2 Вт;
лазер ЛГ-76 для измерений на длине волны 10,6 мкм — сред­няя мощность 10-1 — 2 Вт;
лазер Л Г-38 для измерений на длине волны 0,63 мкм — средняя мощность не менее 50 Вт, расходимость не более 2 мин; .
контрольные средства измерений средней мощности ОСИ-32— диапазон измерений 10-2—102 Вт, основная погрешность не более 2-Ю-2;
система регистрации: специализированный цифровой вольт­метр Щ 68006 — поддиапазон измерений до 100 мВт, предел ос-

диапазон измерений 100—1000 мВт, предел основной допускае-
ное значение поддиапазона измерений, Рх — текущее значение измеряемой мощности); время ус