Государственная система обеспечения единства измерений. Средства измерений максимальной мощности моноимпульсного и импульсно-модулированного лазерного излучения образцовые. Методы и средства поверки

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗА ССР

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ

ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

МАКСИМАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ

МОНОИМПУЛЬСНОГО

И ИМПУЛЬСНО-МОДУЛИРОВАННОГО

ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ОБРАЗЦОВЫЕ

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

ГОСТ 8.443-81

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москва
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. Шим- чук, 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. № 4347
УДК 621.37.089.5 : 089.6 : 621.375.826 : 006.354 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.
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 23 сентября 1981 г. № 4347 срок введения установлен
с 01.07 1982 г.
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 10~8—10 7 с в однократном режиме и с частотой повторения 25—100 Гц в ди­намическом диапазоне мощности 101 2—10s 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, указанноге 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 повторе-, ния 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

«(n—1)

где S — оценка среднего квадратического отклонения результата измерений;
т — среднее арифметическое результатов наблюдений;
т, —• і-й результат наблюдения;
п — число наблюдений, равное 5.
Доверительные границы случайной погрешности измерения на­ходят по формуле
где t — коэффициент Стьюдента при доверительной вероятности Р = 0,95.
Основную погрешность измерения коэффициента пропускания светофильтров определяют по формуле
Дсв = тсв ' Д
где Тсв — коэффициент пропускания;
Д = 0,01 — систематическая погрешность измерения спектрофото­метром, равная 0,01.
Относительную основную погрешность измерения коэффициен­та пропускания светофильтров определяют по формуле
в = Асп-
'-'св
Тсв
3.3.2. Определяют чувствительность ОСИ ММ на уровне мощ­ности 103 Вт методом прямых одновременных измерений сигнала на выходе ОСИ ММ и максимальной мощности излучения лазера рабочего эталона и последующим расчетом чувствительности по формуле
^РЭ
где Si — і-й результат наблюдения;
VQi — сигнал на выходе ОСИ ММ, ед.;
Ррэ~ значение мощности рабочего эталона, Вт.
Расширение диапазона работы ОСИ ММ до 105 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 S; — 1-е значение чувствительности в серии измерений.
3.3.4. Смещают головку ОСИ ММ относительно центра пучка
D—d излучения поочередно вверх, вниз, влево и вправо на - —■ ■, где D —диаметр входного зрачка;
d — 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 а — 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-Ю2 и 102 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
Л = . 100,
5п
где Зп— значение чувствительности ОСИ ММ, указанное в пас­порте при предыдущей поверке;
Smax — 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 5.
3.3.8. Определяют основную относительную погрешность ОСИ ММ по формуле
где К — коэффициент, зависящий от соотношения случайной и неисключенной систематической составляющих погрешно­стей, определяемый по ГОСТ 8.207—76
;

0 — неисключенная систематическая составляющая основной относительной погрешности, равная
62=0І+О2св;
08 — составляющая систематической погрешности, обусловлен­ная изменением чувствительности ОСИ ММ в зависимо­сти от зоны и угла попадания луча в оптический блок, определяемая в процентах по формуле
9 з ■ -100;
Ррэ
Ро— отношение, равное т-ах;
• S и
Уотах— максимальное из средних значений показаний ОСИ ММ, выбранное из результатов измерений по пп. 3.3.2—3.3.5;
0СВ — составляющая неисключенной погрешности, обу