Диссертация (1090210), страница 31
Текст из файла (страница 31)
Подготовка измерительной установки производится всоответствии с эксплуатационной документацией на установку.Проведение измерений следует проводить по п. А.3.2.А.5.3 Обработка, оформление и оценка результатовСтатическую вольтовую чувствительность АОФД (SUст) в вольтах на ватт итоковую чувствительность (SIст) в амперах на ватт следует вычислять поформуламUc;(А.15)Ф1IS Icт = c ,(А.16)Ф1где Uc (Ic) — среднее квадратическое значение напряжения (тока) фотосигSUcт =нала, В (А);Ф1 — среднее квадратическое значение потока излучения, Вт (лм) .По результатам измерений напряжения (тока) фотосигнала и напряжения(тока) шума могут быть определены следующие параметры АОФД:порог чувствительности (Фп1) в Вт·Гц-1/2 (лм·Гц-1/2)ФП 1 = Ф1 ⋅UшIш= Ф1;U c ∆f эквI c ∆f экв(А.17)217удельный порог чувствительности ( ФП* ) в Вт·Гц-1/2 см-1 (лм·Гц-1/2·см-1)ФП* = Ф1 ⋅UcUшIш= Ф1;Аэфф ∆f эквI c Аэфф ∆f экв(А.18)обнаружительная способность (D) в Вт-1 Гц1/2(лм-1·Гц1/2)U c ∆f экв I c ∆f экв=;(А.19)U шФ1I шФ1удельная обнаружительная способность (D*) в Вт-1 Гц1/2 ·см (лм-1·Гц1/2 см)D=D* =где ∆fэквU c Аэфф ∆f экв=I c Аэфф ∆f экв,(А.20)U шФ1I шФ1- эквивалентная шумовая полоса пропускания усилителя, опреде-ляемая в соответствии с формулой (3.3);Uш (Iш) — среднее квадратическое значение напряжения (тока) шума, В(А);Аэфф – эффективная фоточувствительная площадь АОФД, см2.Погрешность измерения не должна выходить за пределы интервала с заданной вероятностью Р=0,95:±13% — для статической вольтовой (токовой) чувствительности ;±14 % —для порога чувствительности;± 14 % — для обнаружительной способности.А.6 Методика определения динамического диапазона АОФДИзмерения проводятся на модулированном излучении.А.6.1 Требования к средствам измеренийТребования к измерительным приборам и вспомогательным устройствам всоответствии с пунктами А.1.218А.6.2 Подготовка к измерениямИзмерения проводятся на установке, структурная схема которой приведенана рисунке А.3.
Измерительную установку следует готовить в соответствии стребованиями эксплуатационной документации на установку.А.6.3 Проведение измеренийУстанавливают начальное значение потока излучения, при котором фототоки напряжение фотосигнала в два-три раза больше темнового тока и напряженияшума, и измеряют соответствующее значение потока излучения Ф0, фототокаIф0, если иное не оговорено в стандартах или ТУ на АОФД конкретных типов.Увеличивают поток излучения и вновь измеряют соответствующие значенияпотока излучения Фi , фототока Iф и напряжения сигнала Uci. Количество точек,необходимых для определения энергетической характеристики фототока илинапряжения фотосигнала должно быть не менее 10, а диапазон изменения потока излучения не менее 104 относительно начального значения Ф0, если другиетребования не указаны в ТУ на АОФД конкретных типов.А.6.4 Обработка, оформление и оценка результатовПо энергетической характеристике следует определить значение критическоймощности излучения Фкрит для АОФД, соответствующей 20% -ному отклонению от линейного закона зависимости I ф' = f(Ф), U c' = f(Ф), – рисунок А.4.При необходимости уровень отклонения энергетической характеристикиАОФД от линейного закона указывают в ТУ на АОФД.Расчет динамического диапазона (Д) в относительных единицах проводитсяпо формулеД=Фкрит,(А.21)ФПгде ФП – порог чувствительности в заданной полосе частот, рассчитываемый посоотношению219где Фп1ФП = ФП1 ∆f экв ,(А.22)– порог чувствительности в единичной полосе частот, Вт·Гц-1/2(лм·Гц-1/2) , определяемый по формуле (А.17);Фкрит - критическая мощность излучения, при которой зависимость Iф= f(Ф)отличается от линейной на 20%.∆fэкв – эквивалентная шумовая полоса пропускания усилителя.Рис.
А.4 Определение критической мощности излученияПогрешность определения динамического диапазона не должна выходить запределы интервала ±15% с заданной вероятностью P = 0,95.А.7 Методика определения собственной постоянной времени, временинарастания и времени спада АОФДА.7.1 Требования к средствам измеренийТребования к измерительным приборам и вспомогательным устройствам всоответствии с пунктом А.1.Источник излучения (модулятор) должен формировать трапецеидальные импульсы излучения.Время нарастания (τ0,1-0,9) или спада (τ0,9-0,1) импульса потока излучения в секундах должно удовлетворять условиюτ 0 ,1−0 ,9 ≤ 0.3τ ,0 , 9 − 0 ,1(А.23)220где τ – минимальное значение собственной постоянной времени АОФД, с, указанное в ТУ на АОФД конкретного типа.Длительность импульса (τимп) потока излучения должна соответствовать условию(А.24)τимп = ≥5τ.Скважность импульсов потока излучения должна быть больше или равнадвум.Нижняя (fн) и верхняя (fв) границы полосы пропускания усилительного устройства должны удовлетворять условиям:f н ≤ 0,02 f повт ;fв ≥0,35τ 0,1−0 ,9,(А.25)( 0 , 9− 0 ,1)где fповт – частота повторения импульсов, Гц;τ 0 ,1− 0 , 9 – время нарастания или спада импульсов потока излучения, с.( 0 , 9 − 0 ,1)Если время нарастания и спада импульсов потока излучения неодинаковы, тов формулу (А.25) следует подставить значение наименьшего из них.В качестве регистрирующего прибора рекомендуется использовать осциллограф или импульсный измеритель напряжения, общее время нарастания и спадапереходной характеристики которых не превышает 30% минимального временинарастания и спада переходной характеристики АОФД.Тип источника излучения, длительность и форму импульсов, уровень мощности излучения следует выбирать с учетом параметров измеряемого изделия,установленных в ТУ на АОФД конкретных типов.В качестве источников излучения рекомендуется использовать полупроводниковые лазерные диоды или светодиоды, нестабильность выходной мощности которых не должна выходить за пределы интервала ±5% за время измерений.221А.7.2 Подготовка к измерениямИзмерение следует проводить на установке, структурная схема которойприведена на рисунке А.3.Установку следует готовить к работе в соответствии с требованиями эксплуатационной документации на установку.А.7.3 Проведение измеренийАОФД следует поместить в посадочное гнездо измерительной установки,подключить его к измерительной цепи, закрыть светозащитным экраном и установить режим измерения в соответствии с требованиями с ТУ на АОФДконкретного типа.По экрану осциллографа определяют собственную постоянную времени τ поуровню 0,63 от максимального значения (рисунок А.5), время нарастания ивремя спада по уровню 0,1-0,9 (0,9-0,1)Рис.
А.5 Определение постоянной времени АОФДА.7.4 Обработка, оформление и оценка результатовПогрешность определения времени нарастания и спада не должна выходитьза пределы интервала ±15% с заданной вероятностью P= 0,95.222А.8 Методика определения погрешностей прямых и косвенных измеренийПогрешности прямых и косвенных измерений определялись в соответствиис методикой, изложенной в [134].
При этом предполагалось, что результатыизмерений распределены по нормальному закону.За результат прямого измерения с многократными наблюдениями принимают среднее арифметическое результатов измерений, в которые предварительно введены поправки для исключения систематических погрешностей.Оценку среднего квадратического отклонения S(Ā) результата измеренияопределяют по формуле:n∑ (xS ( А) =i =1i− A) 2n ⋅ (n − 1),(А.26)где xi – i-й результат наблюдения;Ā – результат измерения (среднее арифметическое исправленных результа-тов наблюдений);n – число результатов наблюдений.Если результаты наблюдения принадлежат нормальному распределению, тодоверительные границы ε (без учета знака) случайной погрешности результатаизмерения находят по формуле:ε = t ⋅ S( A) ,(А.27)где t – коэффициент Стьюдента, который в зависимости от доверительнойвероятности Р и числа результатов наблюдений n находят по таблице значений коэффициентов Стьюдента.Результат косвенного измерения исследуемой величины f определяют по результатам прямых измерений других физических величин (x, y, z, …), с которыми она связана заранее установленным функциональным математическимсоотношением:f = f ( x, y, z,...) .(А.28)223Если результаты прямого измерения принадлежат нормальному распределению и являются статистически независимыми, то за результат косвенногоизмерения принимают величину:f = f ( x , y , z ,...) ,(А.29)где x , y , z – результаты прямого измерения.Среднее квадратическое отклонение величины f оценивается по формуле[135]:S( f ) = (где∂f 2∂f∂f) ⋅ ( S ( x )) 2 + ( ) 2 ⋅ ( S ( y )) 2 + ( ) 2 ⋅ ( S ( z )) 2 + ...
,∂x∂y∂z(А.30)∂f∂f∂f,,– значения частных производных функции f по соответст∂x ∂y ∂zвующим переменным (аргументами при вычислении этих производных служатрезультаты прямых измерений x , y , z ),S (x ) , S (y) , S (z ) – средние квадратические отклонения результатов измере-ния величин x, y, z, вычисляемые по формуле (А.26).Доверительные границы εf (без учета знака) погрешности результата косвенного измерения величины f находят по формуле:ε f = t ⋅ S( f ) ,где(А.31)t – коэффициент Стьюдента для доверительной вероятности Р опре-деления величин x , y , z (погрешности всех измерений ( x , y , z , f ) вычисляютсяпри одном и том же значении доверительной вероятности.Относительные доверительные границы погрешности измерения (прямогоили косвенного) величины f определяются как:δf =εff=t ⋅ S( f )f(А.32)224ПРИЛОЖЕНИЕ Б.
МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЙ ХАРАКТЕРИСТИК АЛМАЗНЫХМНОГОЭЛЕМЕНТНЫХ ФОТОДЕТЕКТОРОВБ.1 Общие положенияОбъектом измерений является алмазный многоэлементный фотодетектор УФдиапазона спектра (АМФД).Целью испытаний является определение основных характеристик алмазногомногоэлементного фотодетектора (спектрального диапазона чувствительности,чувствительности в максимуме фоточувствительности, инерционности (постоянной времени)).Б.2 Общие требования к условиям, обеспечению и проведениюисследованийБ.2.1 Место проведения испытаний.Испытания производятся в ООО «ПТЦ «УралАлмазИнвест»Б.2.2 Условия проведения испытанийВсе испытания и измерения изделия, если нет особых указаний, должны бытьпроведены в нормальных климатических условиях по ГОСТ РВ 20.57.416 иГОСТ 17772 с дополнениями и уточнениями, приведенными в данном подразделе.Исследование изделий проводят при нормальных климатических условиях,установленных ГОСТ РВ 20.57.416, п.4.7.Климатические условия:нормальные климатические условия:температура окружающей среды: 297±30К (24±30С);относительная влажность воздуха: 63% - 70%;атмосферное давление: (746 – 754) мм рт.ст.Напряжение смещения, подаваемое на чувствительный элемент – 30 – 100 В.225Напряжение питания мультиплексора –5 В.Б.3 Специальные условияТребования по специальным условиям не предъявляютсяБ.4 Определяемые показатели№п/п1.2.3.4.Содержание испытанийПроверяемый параметр, характеристикаСпектральный диапазон чувствительностиПороговая чувствительностьКоэффициент подавления сигналов в спектральномдиапазоне более 0,4 мкмДинамический диапазон по входному сигналу.№ пунктаБ.5.2Б.5.3Б.5.4Б.5.5Б.5 Режимы испытаний и методы измеренийБ.5.1 Требования к средствам измеренийДля измерения параметров АМФД применяют средства измерений, прошедшие государственные испытания в соответствии с ГОСТ 8.001 – 80, ГОСТ8.383 – 80.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
