Claims (3)
Изобретение относитс к области технической физики в части энергети ческой фотометрии и может быть ис- пользовано дл измерени абсолютной спектральной чувствительности радиометров к энергетической ркости. Известен способ измерени абсопготной спектральной чувствительности ркомеров, при котором ркомер засвечива1бт .от источника с известной монохроматической величиной излучени . Дл этого используют источник сплошного спектра с известным распределени ем энергии по спектру и диспергирующий элемент, выдел кнций из этого спектра монохроматическую составл ю щую, а величину абсолютной спектральной чувствительности определ ют как отношение сигнала ркомера к величине монохроматической составл ющей Pi П. Недостатком этого способа вл етс низка точность измерени из-за невозможности измерить- параметры светофильтров в услови х, аналогичных прйменению светофильтров дл измерени чувствительности, нестабильность параметров фильтров во времени, зависимость от температурных и геометричестсих условий эксплуатации, трудность выбора необходимого набора фильтров дп обеспечени требуемого интервала между соседними длинами волн, В случае применени монохроматора точность измерени чувствительности определ етс погрешностью измерени спектрального пропускани и линейной дисперсии; монохроматора. Однако измерение этих величин представл ет собой сложную метрологическую задачу и не может быть проведено с высокой точностью. Наиболее близким к предложенному по технической сущности и .достигаемог; му результату вл етс способ измерени абсолютной спектральной чувствительности ркомеров, заключающийс в том, что из излучени источника . сплошного спектра выдел ют монохроматическую составл юи(ую излучени с 3 длиной волны X; направл ют выделенное монохроматическое излучение на исследуемьй ркомер, выходной сигнал которого X), регистрируют. После этого повтор ют всю последовательность операций еще на (п-1) длинах волн, затем направл ют на исследуемы ркомер излучение сплошного спектра и регистрируют выходной сиг ал ркомера The invention relates to the field of technical physics in terms of energy photometry and can be used to measure the absolute spectral sensitivity of radiometers to energy brightness. There is a method for measuring the absolute spectral sensitivity of the rcomer, in which the rcomer is illuminated from a source with a known monochromatic radiation value. For this purpose, a continuous spectrum source with a known energy distribution over the spectrum and a dispersing element are used, the monochromatic component is extracted from this spectrum, and the absolute spectral sensitivity value is determined as the ratio of the rcomer signal to the monochromatic component Pi P. The disadvantage of this method is low measurement accuracy due to the impossibility of measuring the parameters of light filters under conditions similar to the use of light filters for measuring sensitivity is unstable The accuracy of the filter parameters over time, the dependence on temperature and geometrical operating conditions, the difficulty of choosing the necessary filter set to ensure the required interval between adjacent wavelengths. In the case of a monochromator, the sensitivity measurement is determined by the measurement error of the spectral transmittance and linear dispersion; monochromator. However, the measurement of these quantities is a complex metrological task and cannot be carried out with high accuracy. The closest to the proposed technical essence and. Reached; The result is a method of measuring the absolute spectral sensitivity of the rcomer, which consists in that from the radiation of the source. the monochromatic composition of the continuous spectrum (th radiation with a 3 X wavelength is allocated; the selected monochromatic radiation is directed to the test meter, whose output signal is X), and recorded. After that, the entire sequence of operations is repeated at (p-1) wavelengths, then the radiation of the continuous spectrum is directed to the measured flow meter and the output signal is recorded.
2. При этом предварительно определ ют относительную спектральную ч-увствительность , а затем по диффузионному источнику производ т абсолютизацию чувствительности, при этом величину спектральной плотности энер гетической ркости (СПЭЯ) определ ют путём перемножени нескольких величин: СПЭЯ абсолютно черного тела при ркостной температуре, определенной дл примен емой в диффузион ном излучателе лампы, спектрального коэффициента излучени вольфрама, спектрального пропускани колбы лампы и спектрального коэффициента ркости диффузионной пластины. Недостатком этого способа вл етс низка точность измерени чувс вительности ркомера, обусловленна необходимостью определени величины коэффициента ркости диффузионной пластины, котора даже в лучших мет логических центрах страны не может быть определена точнее 2%, необходи мостью расчетного перехода от истинной температуры лампы к ркостной, необходимостью вычислени СПЭЯ диффузинного источника с использование таких неопределенных данных, как ко фициент спектрального излучени вол фрама и спектрального пропускани колбы лампы, поскольку дл данной лампы их можно измерить только посл разрушени колбы лампы. В данном сп собе значени этих величин берутс из литературных источников, которые имеют большой разброс значе1нмй. В целом способ не иожет обеспечить измерение абсолютной спектральной чувствительности ркомера с погрешностью менее 12%, Целью изобретени вл етс повышение точности измерени . Указанна цель достигаетс тем, что в известном способе измерени абсолютной спектральной чувствитель ности йркомеров, заключающемс в то что из излучени источника сплошног спектра выдел ют монохроматическую составл ющую излуче}1и с, длиной вол1Л , направл ют выделенное монороматическое излучение на исследуеый ркомер, выходной сигнал которого 1 регистрируют, после чего повтор ют всю описаннук последовательность операций еще на (п-1) дли-. нах волн, затем направл ют на исследуемый ркомер излучение сплошного спектра и регистрируют выходной сигнал ркомера U, дополнительно сравнивают , например, с помощью спектрокомпаратора интенсивности выделенной монохроматической составл ощей i с излучением сплошного спектра и с излучением.эталонного источника с известной спектральной плотностью энергетической ркости, затем повтор ют эти операции дл (п-1) длин волн по результатам сравнени суд т о величине спектральной составл ющей монохроматического излучени /ууСА./тХц) спектральной плотности энергетической . ркости излучени сплошного спектра ( Х т Хи ) определ ют абсолютную чувствительность ркомера из соотношени а,)в(х,-)ах - t(f 1--(;,...И 5, VvUJ де fia чертеже показана установка, реализующа способ. Установка содержит диффузией источник 1, монохроматический источник 2, эталонньш источник 3, компаратор 4, поворо-тное плоское зеркало 5. Диффузный источник 1 состоит из интегрирующей сферы, покрытой изнутри сернокислым барием, которую освещают несколькими лампами, например, типа КГМ-12-100, расположенными по внешней поверхности сферы. Дл обеспечени хорошей равномерности ркости источника излучение поступает в сферу через молочные стекла, например МС-13. В монохроматическом источнике 2 излучение от ленточной лампы 6, например СИ8-200У, разлагаетс в спектр монохроматором 7. Его выходна щель находитс в фокусе сферического зеркала 8. Параллельный пучок монохроматического источника 2, отразившись т плоского зеркала 5 в положении 11 поступает на исследуемый ркомер 9, а в положении j - на компаратор 4 (при этом диффузный источник находитс в положении 6 ). Эталонный источник 3 представл ет собой ленточную лампу СИ 10-ЗООУ, наход щуюс в водоохлаждепном кожухе , причем ее градуировка произведена по Государственному специально му эталону спектральной плотности энергетической ркости (ГСЭ СПЭЯ). С помощью компаратора 4 определ ют СПЭЯ , диффузного-, истачника и относительное спектральное распределени энергии монохроматического источника путем сравнени их излучений с излучением эталонного источника 2. In this case, the relative spectral sensitivity is preliminarily determined, and then the sensitivity is absolutized from the diffusion source, while the spectral density of the energy intensity (SPAL) is determined by multiplying several values: the SPEC of an absolutely black body at a brightness temperature determined by for the lamp used in the diffusion lamp emitter, the spectral emissivity of tungsten, the spectral transmittance of the lamp bulb and the spectral luminance factor diff Zeon plate. The disadvantage of this method is the low accuracy of measurement of the sensitivity of the meter, due to the need to determine the magnitude of the coefficient of intensity of the diffusion plate, which even in the best methodological centers of the country cannot be determined more accurately than 2%, the need to calculate from the true temperature of the lamp to brightness, and the need to calculate SPEA of a diffuse source using uncertain data such as wavelength spectral emission and spectral transmission of flasks This is because they can be measured for a given lamp only after the bulb has collapsed. In this method, the values of these quantities are taken from literary sources that have a wide variation of values. In general, the method cannot provide a measurement of the absolute spectral sensitivity of the meter with an accuracy of less than 12%. The aim of the invention is to improve the measurement accuracy. This goal is achieved by the fact that in the known method of measuring the absolute spectral sensitivity of orkomerov, which consists in emitting a monochromatic component of the radiation of a continuous spectrum source, the monochromatic component of the radiation, the output signal of which is 1 is recorded, after which the entire descriptive process is repeated, another (p-1) length. then, the radiation of the continuous spectrum is sent to the measured rkomer and the output signal of the rcomer U is recorded, additionally compared, for example, using a selected monochromatic intensity spectrometer, with the radiation of the continuous spectrum and with the radiation of a reference source with a known spectral density of energy brightness, then these operations are repeated for (p-1) wavelengths, according to the results of the comparison, judge the magnitude of the spectral component of the monochromatic radiation energy density. The luminance intensity of the continuous spectrum (X t Xi) determines the absolute sensitivity of the rmeter from the ratio a,) to (x, -) ax - t (f 1 - (;, ... And 5, VvUJ de fia drawing shows an installation that realizes method. The installation contains diffusion source 1, monochromatic source 2, reference source 3, comparator 4, rotating flat mirror 5. Diffuse source 1 consists of an integrating sphere, which is covered from the inside with barium sulphate, which is illuminated with several lamps, for example, type KGM-12 -100, located on the outer surface of the sphere. The uniformity of the source’s brightness enters the sphere through milky glasses, such as MS-13. In a monochromatic source 2, the radiation from a ribbon lamp 6, such as SI8-200U, is decomposed into a spectrum by a monochromator 7. Its exit slit is at the focus of a spherical mirror 8. Parallel beam monochromatic source 2, reflected t flat mirror 5 in position 11 enters the measured rkomer 9, and in position j - on the comparator 4 (while the diffuse source is in position 6). The reference source 3 is a SI 10-ZOOU ribbon lamp located in a water-cooling casing, and its calibration is made according to the State specific standard of the spectral density of energy luminance (HSE SPEA). Comparator 4 is used to determine the SPEA, diffuse radiation source and the relative spectral distribution of the energy of a monochromatic source by comparing their radiations with the radiation of a reference source
3. Компаратор 4 содержит олтичес- кую систему, состо щую из сферического зеркала 10, двух плоских зврка 11 и 12, модул тор 13, монохроматор 14 и сменные приемники 15 (фотоумно жители или фоторезисторы в зависимо ти от спектрального диапазона измерений ) . Способ осуществл етс следующим образом. Плоское зеркало 5 устанавливают в положение 11, а диффузный источни в положение (J . На монохроматоре 7 устанавливают длину волны Д.. , направл ют выделенное излучение на исследуемый ркомер 9 и регистрируют сигнал ркомера ( Д, Лповтор ют эту последовательность операций еще на (n-l) длинах волн, затем диффузный источник 1 устанавливают в положени а и регистрируют выходной сигнал U ркомера. Затем на компаратор А нап равл ют последовательно излучение от эталонного источника 3, монохром тического источника 2 и диффузного источника 1 и регистрируют сигналы, соответствующие каждому из источников на тех же п длинах волн. Отношение СПЭЯ диффузного монохроматического и эталонного источников пропорционально отношению соответствующих сигналов приемников. По результатам сравнени суд т о величинах соответствующих значений СПЭЯ источников и окончательно о величине абсолютной спектральной чувствительности р комера из соотношени ij. Введение дополнительных операций сравнени , излучени диффузного и монохроматического источников с излуче нием от эталонного источника обеспечивает операт;ивность контрол времен ной .стабильности используемых при измерении источников излучени и параметров оптических элементов, поз96 вол ет объединить измерение абсолютной и относительной чувствительности ркомера, избежать по грешностей, св занных с применением дл вьгчиспе1шй неопределенных данных о величинах спектрального пропускани колбы лампы и спектральной излучательной способности вольфрама, исключить неточные методы определени коэффициента ркости пластины диффузного кзлучате- л . Важно отметить, что в окончательную формулу дл абсолютной спектральной чувствительности не вход т характеристики диспергирующих приборов и оптических элементов установки. Кроме того, описанный способ позвол ет обеспечить единство измерений спектральной чувствительности ркомеров на базе использовани ГСЭ СПЭЯ, по которому градуируетс эталонный источник согласно ГОСТ 8,196-76, Теоретическа проработка и экспериментальна проверка показали, что данный способ позвол ет повысить точности измерени абсолютной спектральной чувствительности ркомеров не менее , чем в 2,5 раза, по сравнению с прототипом. Формула изобретени Способ измерени абсолютной спектральной чувствительности ркомеров, заключающийс в том, что из излучени источника сплошного спектра выдел ют монохроматическую составл ющую излучени с длиной волны /I направл ют выделенное монохроматическое излучение наисследуемый ркомер, выходной сигнал которого ид(/1.) регистрируют, после чего повтор ют всю последовательность операций еще на (п-1) длинах волн, затем направл ют на исследуемый ркомер излучение сплошного спектра и регистрируют выходной сигнал рко- мера и, отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерени , дополнительно сравнивают интенсивности выделенной монохроматической составл ющей jLjC излучением сплошного спектра и с излучением эталонного источника с известной спектральной плотностью энергетической ркости,затем повтор ют эти операции дл (n-l) длин волн, по результатам сравнени суд т о величине спектральт ной составл ющей монохроматического излучени Biy( jLj V Ли) спектральной плотности энергетической ркости изучени сплошного спектраБдцф (А.|Т/1„) 78709 И определ ют aбtoлютнyю чувствительность ркомера из соотношени сжг .) ) где 1-,2,... и S, 0-т БАЛ (Л-,-;3. Comparator 4 contains an oltic system consisting of a spherical mirror 10, two flat zvrka 11 and 12, a modulator 13, a monochromator 14, and interchangeable receivers 15 (photomonuclear residents or photoresistors depending on the spectral range of measurements). The method is carried out as follows. The flat mirror 5 is set to position 11, and the diffuse sources are set to (J.) The monochromator 7 is set to the wavelength D .., the selected radiation is directed to the measured chamber 9 and the signal of the meter is recorded (D, Ltr. Repeat this sequence of operations (nl a) the wavelengths, then the diffuse source 1 is set to position a and the output signal U of the meter is recorded. Then the comparator A is sent a series of radiation from the reference source 3, the monochromatic source 2 and the diffuse source 1 and register t signals corresponding to each of the sources at the same n wavelengths. The ratio of the SPEA diffuse monochromatic and reference sources is proportional to the ratio of the corresponding signals of the receivers. The comparison results judge the values of the corresponding values of the SPEA sources and finally the magnitude of the absolute spectral sensitivity from the ratio ij The introduction of additional operations of comparison, radiation of diffuse and monochromatic sources with radiation from a reference source providing The operation of the controlled temporal stability of the radiation sources and optical element parameters used in the measurement makes it possible to combine the measurement of the absolute and relative sensitivity of the meter, to avoid the errors associated with the application of uncertainty for spectral transmission of the lamp bulb and spectral emissivity of tungsten, exclude inaccurate methods for determining the coefficient of brightness of a plate of diffuse radiation. It is important to note that the final formula for the absolute spectral sensitivity does not include the characteristics of dispersing devices and optical elements of the installation. In addition, the described method allows to ensure the uniformity of measurements of the spectral sensitivity of rockmeters based on the use of HSE SPEA, according to which the reference source according to GOST 8,196-76 is calibrated. Theoretical study and experimental testing have shown that this method allows to improve the accuracy of measurement of the absolute spectral sensitivity of rockmeters less than 2.5 times compared with the prototype. The method of measuring the absolute spectral sensitivity of the rcomers, which consists in emitting a monochromatic component of the radiation of a continuous spectrum source with a wavelength of / I, directs the monitored radiation, the output signal of which the id (/ 1.) Is sent, is recorded, after which the whole sequence of operations is repeated at (p-1) wavelengths, then the radiation of the continuous spectrum is directed to the measured rometer, and the output signal of the camera is recorded and, from In order to improve the measurement accuracy, the intensities of the selected monochromatic component jLjC are emitted from the continuous spectrum and with the reference source with a known spectral density of energy luminance, then these operations are repeated for (nl) wavelengths; The magnitude of the spectral component of the monochromatic radiation Biy (jLj V Lie) of the spectral density of the energy intensity of the continuous spectrum study is Bd (A. | T / 1n) 78709 And the absolute value of sensitivity rkomera from the ratio szhg.)) where 1-, 2, ... and S, 0-t BAL (L -, -;
пP
rzi 5 О 9 Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Холопов Г,К. Методы энергетической градуировки оптических радиометров . Обзор № 1199 ЦНИИИТЭИ, 1975 с.30-33. 2,Тев шов В.И. и Холопов К.Г. Методика градуировки радиометров с фото,умножител ь-и. ОМП № 2, 1969, с.11-16 (прототип).rzi 5 О 9 Sources of information taken into account during the examination 1. Holopov G, K. Energy calibration methods for optical radiometers. Review № 1199 TSNIIITI, 1975 p.30-33. 2, Tev seam V.I. and Kholopov K.G. Method of calibration of radiometers with a photo, multiplier. OMP number 2, 1969, p.11-16 (prototype).