ГОСТ 8.443-81 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Средства измерений максимальной мощности моноимпульсного и импульсно-модулированного лазерного излучения образцовые. Методы и средства поверки.

   

     ГОСТ 8.443-81

 

Группа Т88.8*

    

 

      

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

 

 

 Государственная система обеспечения единства измерений

 

 СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ МАКСИМАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ МОНОИМПУЛЬСНОГО

 И ИМПУЛЬСНО-МОДУЛИРОВАННОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ОБРАЗЦОВЫЕ

 

 Методы и средства поверки

 

 State System of Ensuring the Uniformity of Measurements.

Standard instruments for monopulse and modulated puls laser radiation

peak power measurements. Methods and means for verification.

     

     

Дата введения 1982-07-01

РАЗРАБОТАН Государственным комитетом СССР по стандартам

 

ИСПОЛНИТЕЛИ

 

Б.М.Степанов, д-р физ.-мат. наук (руководитель темы); А.И.Глазов; В.И.Сачков, канд. техн. наук; С.В.Тихомиров, канд. техн. наук; О.С.Шимчук, канд. физ.-мат. наук

 

ВНЕСЕН Государственным комитетом СССР по стандартам

 

Член Госстандарта Л.К.Исаев

 

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 23 сентября 1981 г. N 4347

 

Настоящий стандарт распространяется на образцовые средства измерений максимальной мощности моноимпульсного и импульсно-модулированного лазерного излучения (далее - ОСИ ММ) 1-го разряда, работающие на фиксированных длинах волн в диапазоне 0,4-1,2 мкм с длительностью импульсов в диапазоне 10
-10
с в однократном режиме и с частотой повторения 25-100 Гц в динамическом диапазоне мощности 10
-10
Вт, и устанавливает методы и средства их первичной и периодической поверок.
 

 1. ОПЕРАЦИИ И СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

1.1. При проведении поверки должны быть выполнены операции, указанные ниже:

 

внешний осмотр (п.3.1);

 

опробование (п.3.2);

 

определение основной погрешности измерения коэффициента пропускания светофильтров (п.3.3.1);

 

определение чувствительности ОСИ ММ и максимального отклонения ее от значения чувствительности, указанного в паспорте (пп.3.3.2-3.3.6);

 

определение основной относительной погрешности ОСИ ММ (п.3.3.8).

 

1.2. При проведении поверки должны быть применены следующие средства:

 

рабочий эталон единицы максимальной мощности импульсно-модулированного лазерного излучения (рабочая длина волны, максимальная мощность, длительность импульсов, частота повторения импульсов и среднее квадратическое отклонение результата поверки - по ГОСТ 8.198-76*, диаметр пучка излучения - 5 мм);

           

спектрофотометр типа СФ-26, основная погрешность ±1%;

 

оптическая скамья типа ОСК-2;

 

угломер с нониусом по ГОСТ 5378-66*.

 

 

 2. УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ И ПОДГОТОВКА К НЕЙ

2.1. Для используемых при поверке средств измерений, входящих в состав аппаратуры ОСИ ММ, должны быть соблюдены сроки поверки.

 

2.2. При проведении поверки должны быть соблюдены нормальные условия применения по ГОСТ 24469-80*.

           

2.3. Аппаратура должна быть установлена в местах, защищенных от прямого освещения солнечным светом и светом других ярких источников. Обогревательные приборы должны быть размещены не ближе 1,5 м от аппаратуры. В помещении должна быть обеспечена приточно-вытяжная вентиляция.

 

2.4. Время непрерывной работы ОСИ ММ, включая время прогрева, - 8 ч.

 

2.5. Для проведения поверки ОСИ ММ моноимпульсного излучения включают внешний модулятор, входящий в состав рабочего эталона (РЭ), и из последовательности импульсов излучения с частотой 25 Гц выделяют одиночный импульс.

 

2.6. Подготовка к поверке и включение рабочего эталона максимальной мощности и ОСИ ММ - по технической документации, утвержденной в установленном порядке.

2.7. После выдержки средств измерений и оптических элементов при температуре окружающей среды ниже 10 °С они должны быть выдержаны в сухом помещении при комнатной температуре в течение 2-3 ч.

 

2.8. Перед проведением поверки электронная аппаратура должна быть прогрета в течение 60 мин (не менее).

 

 

 3. ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

3.1. Внешний осмотр

 

3.1.1. При внешнем осмотре ОСИ ММ должно быть установлено:

 

соответствие комплектности технической документации, утвержденной в установленном порядке;

 

отсутствие внешних повреждений;

 

соответствие соединений функциональной схеме;

 

наличие надежных заземлений приборов и ОСИ ММ в целом;

 

отсутствие пыли, жировых пятен, следов влаги на рабочих поверхностях оптических элементов;

 

отсутствие трещин и сколов на стекле.

 

3.2. Опробование

 

3.2.1. Включают аппаратуру ОСИ ММ и проверяют ее работоспособность в соответствии с технической документацией, утвержденной в установленном порядке.

 

3.2.2. Устанавливают приемную головку поверяемого ОСИ ММ на оптическую скамью рабочего эталона в соответствии с технической документацией на ОСИ ММ и РЭ, утвержденной в установленном порядке.

 

3.2.3. Юстируют оптическую систему таким образом, чтобы излучение попадало в центр оптических элементов, с помощью которых производят фокусировку и деление пучков излучения. Юстировку производят с точностью ±1 мм. При этом используют юстировочный лазер, входящий в состав рабочего эталона, и механизм перемещения ОСИ ММ.

 

3.3. Определение метрологических характеристик

 

3.3.1. Определяют коэффициенты пропускания светофильтров на длине волны 1,06 мкм в последовательности, изложенной ниже:

 

на спектрофотометре устанавливают контрольный образец. Если контрольным образцом служит воздух, значение потока излучения принимают за 100% пропускания;

 

устанавливают стрелку спектрофотометра на нуль;

 

открывают фотоэлемент и устанавливают стрелку спектрофотометра на деление 100%, вращая рукоятку механизма изменения ширины щели;

 

закрепляют светофильтр в специальном приспособлении на предметном столике спектрофотометра, устанавливают спектрофотометр в рабочее положение, открывают фотоэлемент и снимают отсчет по шкале пропускания;

выводят из потока излучения поверяемый светофильтр и вводят контрольный образец, при этом стрелка спектрофотометра должна вернуться к делению 100%.

 

Определяют оценку среднего квадратического отклонения результата измерений по формуле

 

,
 
где
- оценка среднего квадратического отклонения результата измерений;
 

           

- среднее арифметическое результатов наблюдений;
 

            

-
-й результат наблюдения;
 

            

- число наблюдений, равное 5.
 

Доверительные границы случайной погрешности измерения находят по формуле

 

,
 
где
- коэффициент Стьюдента при доверительной вероятности
0,95.
 

Основную погрешность измерения коэффициента пропускания светофильтров определяют по формуле

 

,
 
где
- коэффициент пропускания;
 
0,01 - систематическая погрешность измерения спектрофотометром, равная 0,01.
 

Относительную основную погрешность измерения коэффициента пропускания светофильтров определяют по формуле

 

.
 
3.3.2. Определяют чувствительность ОСИ ММ на уровне мощности 10
Вт методом прямых одновременных измерений сигнала на выходе ОСИ ММ и максимальной мощности излучения лазера рабочего эталона и последующим расчетом чувствительности по формуле
 
,
 
где
-
-й результат наблюдения;
 

          

- сигнал на выходе ОСИ ММ, ед.;
 

          

- значение мощности рабочего эталона, Вт.
 
Расширение диапазона работы ОСИ ММ до 10
Вт достигается введением аттестованных светофильтров, входящих в состав ОСИ ММ.
 

Результаты измерения по данному и последующим пунктам заносят в протокол, форма которого приведена в обязательном приложении.

 

3.3.3. Проводят пять измерений сигнала на выходе ОСИ ММ на одном уровне мощности рабочего эталона и определяют среднее значение чувствительности по формуле

 

,
 
где
-
-е значение чувствительности в серии измерений.
 

  

3.3.4. Смещают головку ОСИ ММ относительно центра пучка излучения поочередно вверх, вниз, влево и вправо на
,
 
где
- диаметр входного зрачка;
 

          

- диаметр пучка излучения.
 
Затем фиксированным образом изменяют угол между нормалью к плоскости входного окна ОСИ ММ и осью пучка излучения поочередно в вертикальной и горизонтальной плоскостях на
, где
- угол поля зрения.
 

Для каждого положения ОСИ ММ повторяют операции, указанные в пп.3.3.2 и 3.3.3.

 

3.3.5. В пучок излучения перед поверяемым прибором последовательно вводят аттестованные нейтральные светофильтры с такой оптической плотностью, чтобы обеспечить сигнал на выходе ОСИ ММ на уровне 5·10
и 10
Вт, и для каждого уровня мощности повторяют операции, указанные в пп.3.3.2 и 3.3.3.
 

  

3.3.6. Из найденных средних значений чувствительности ОСИ ММ выбирают максимальное и определяют его относительное отклонение в процентах от значения чувствительности ОСИ ММ, указанного в паспорте при предыдущей поверке, по формуле

 

,
 
где
- значение чувствительности ОСИ ММ, указанное в паспорте при предыдущей поверке;
 

          

- максимальное среди найденных средних значений чувствительности.
 

  

3.3.7. Из найденных по пп.3.3.3-3.3.5 средних значений чувствительности выбирают минимальное и при условии, если оно не ниже значения чувствительности, указанного в паспорте, и не отличается от значения чувствительности, указанного при предыдущей поверке более чем на 14%, заносят его в паспорт ОСИ ММ.

 

При наличии стабильной чувствительности выбирают не минимальное, а среднее значение
.
 

 

3.3.8. Определяют основную относительную погрешность ОСИ ММ по формуле

,
 
где
- коэффициент, зависящий от соотношения случайной и неисключенной систематической составляющих погрешностей, определяемый по ГОСТ 8.207-76;
 

                

- неисключенная систематическая составляющая основной относительной погрешности, равная
 
;
 

           

- составляющая систематической погрешности, обусловленная изменением чувствительности ОСИ ММ в зависимости от зоны и угла попадания луча в оптический блок, определяемая в процентах по формуле
 
;
 

           

- отношение, равное
;
 

                  

- максимальное из средних значений показаний ОСИ ММ, выбранное из результатов измерений по пп.3.3.2-3.3.5;
 

                     

- составляющая неисключенной погрешности, обусловленная введением светофильтров, входящих в комплект ОСИ ММ, определяемая по формуле
 
,
 

                    

- случайная составляющая основной относительной погрешности;
 

                       

- оценка среднего квадратического отклонения результатов измерений максимального среднего значения чувствительности, определяемая в процентах по формуле
 
,
 
- среднее квадратическое отклонение результатов поверки рабочего эталона.
 

 

3.4. ОСИ ММ считают годными к эксплуатации по результатам поверки, если:

 

максимальное относительное отклонение среднего значения чувствительности от значения, указанного в паспорте, не превышает 14%;

 

минимальное из средних значений чувствительности не ниже значения чувствительности, указанного в паспорте;

 

относительная основная погрешность ОСИ ММ не более 14%.

 

 

 4. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

4.1. Положительные результаты поверки оформляют выдачей свидетельства о государственной поверке по форме, установленной Госстандартом, или записью в формуляре.

 

ОСИ ММ, прошедшие поверку с отрицательными результатами, к применению не допускают и на них выдают извещение о непригодности.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

Обязательное

     

 

 ПРОТОКОЛ N_____

 

 поверки образцового средства измерений максимальной мощности

моноимпульсного (импульсно-модулированного)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нужное подчеркнуть

 

 лазерного излучения, принадлежащего

 

 

     

наименование организации

1. Тип ОСИ ММ

 

 

 

2. Изготовитель

Год изготовления

 

 

 

 

Порядковый номер по системе нумерации предприятия-изготовителя

 

 

3. ОСИ ММ поверено

 

198

г.

 

 

 

 

кем

4. Температура

 

К (°С), влажность

 

%,

 

 

 

 

 

давление в помещении при поверке

 

кПа

 

 

 

5. Результаты внешнего осмотра и опробования

 

 

     

 

6. Результаты поверки светофильтров, входящих в состав ОСИ ММ

 

 

     

 

7. Результаты определения чувствительности на уровне мощности 10
Вт при различных положениях головки поверяемого ОСИ ММ относительно пучка излучения:
 

 

 

 

Результаты определения чувствительности ОСИ ММ при попадании

пучка излучения в центр входного отверстия ОСИ ММ

 

 

 

 

Номер измерения

Показания ОСИ ММ, ед.

Показания  рабочего

,  Вт
 
Чувствительность ОСИ ММ
 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

3

 

 

 

4

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

Примечание. Аналогичные таблицы составляют для других положений головки ОСИ ММ относительно пучка излучения:

 

на
выше центра входного отверстия;
 
на
ниже центра входного отверстия;
 
на
влево от центра входного отверстия;
 
на
вправо от центра входного отверстия;
 
при отклонении пучка излучения на плюс
в горизонтальной плоскости;
 
при отклонении пучка излучения на минус
в горизонтальной плоскости;
 
при отклонении пучка излучения на плюс
в вертикальной плоскости;
 
при отклонении пучка излучения на минус
в вертикальной плоскости;
 
в центр входного отверстия на уровне мощности 5·10
Вт;
 
в центр входного отверстия на уровне мощности 10
Вт.
 

8. Результаты определения относительного отклонения максимального значения чувствительности ОСИ ММ от значения основной относительной погрешности, указанного в паспорте, и ее случайной и систематической составляющих:

 

 

 

Параметр

Наименование

Значение

%
 

 

 

 

%
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Заключение по результатам поверки:

ОСИ ММ соответствует (не соответствует) требованиям настоящего стандарта

 

нужное подчеркнуть

 

Выдано свидетельство N

 

от "

 

"

 

198

г.

 

 

 

 

 

 

 

 

Подпись поверителя

 

 

 

 

 

                

Вверх