ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР ЛАЗЕРЫ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ, СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ ИМПУЛЬСА, ОТНОСИТЕЛЬНОЙ НЕСТАБИЛЬНОСТИ СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ГОСТ 25786-83 Издание официальное ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ Москва Электротехническая библиотека Elec.ru Электротехническая библиотека Elec.ru Elec.ru
25
Embed
· УДК 621.375.626.083:006.354 Группа Т35. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР. ЛАЗЕРЫ. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ ...
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Г О С У Д А Р С Т В Е Н Н Ы Й С Т А Н Д А Р Т
С О Ю З А С С Р
Л А З Е Р ЫМЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ,
СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ ИМПУЛЬСА, ОТНОСИТЕЛЬНОЙ НЕСТАБИЛЬНОСТИ СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ ЛАЗЕРНОГО
ИЗЛУЧЕНИЯ
ГОСТ 25786-83
Издание официальное
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАММ о с к в а
Г О С У Д А Р С Т В Е Н Н Ы Й С Т А Н Д А Р Т С О Ю З А С С Р
Л А З Е Р ЫМЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ,
СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ ИМПУЛЬСА, ОТНОСИТЕЛЬНОЙ НЕСТАБИЛЬНОСТИ СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ
ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Lasers. Measuring methods of average power, pulse average power, relative average power instability
ОКСТУ 6341
гост25786-83
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 18 мая 1983 г. № 2247 срок введения установлен
с 01.07.84
Настоящий стандарт распространяется на лазеры и излучатели лазеров непрерывного и импульсного режимов работы (далее — лазеры) в диапазоне длин волн 0,25—11,8 мкм. Стандарт устанавливает методы измерений следующих параметров лазерного излучения:
средней мощности от Ю-8 до 102 Вт;средней мощности импульса от 10~4 до 104 Вт;относительной нестабильности средней мощности от 1,0 до
30%.Общие требования при измерении и требования безопасно
сти — по ГОСТ 24714—81.
1. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ
1.1. А п п а р а т у р а1.1.1. Схема расположения средств измерений должна соответ
ствовать приведенной на чертеже. Перечень средств измерений, вспомогательных устройств и их характеристики приведен в рекомендуемом приложении 1.
1.1.2. Оптическая система (диафрагмы, линзы, ослабитель и другие элементы) должна соответствовать следующим требованиям:
1.1.2.1. Обеспечивать распространение лазерного излучения в таком телесном угле, чтобы диаметр пучка в плоскости расположения входного окна средства измерений средней мощности (далее — средства измерений) находился в пределах, установленных для данного средства измерений.
1.1.2.2. Обеспечивать поглощение и отражение установленной доли средней мощности лазерного излучения. Коэффициент ослабления оптической системы К\ должен удовлетворять условию:
Кг> Р1(1)
где Рi — средняя мощность лазерного излучения, указанная в стандарте или ТУ на конкретный тип лазера;
J°2 — верхний предел энергетического диапазона средства измерений.
1Л.2.3. Погрешность измерений, вносимая оптической системой, должна быть в пределах ± 7 % .
1.1.3. Если диаметр лазерного пучка в плоскости расположения выходного окна средства измерений соответствуют требованиям, установленным для средства измерений, а плотность мощности и средняя мощность лазерного излучения не превышают предельно допустимые для средства измерений значения этих параметров, оптическую систему допускается не применять.
1.1.4. Спектральный, энергетический и временной диапазоны средства измерений должны быть такими, чтобы оно обеспечивало измерение средней мощности излучения исследуемого лазера.
Основная погрешность средства измерений должна быть в пределах ±18%.
1.1.5. Средство юстировки должно обеспечивать совмещение оси диаграммы направленности пучка лазерного излучения с центрами приемной площадки оптической системы и входной апертуры средства измерений. В качестве средства юстировки рекомендуется применять визуализаторы (термочувствительные тушащиеся или визуализирующие вспышечные люминесцентные экраны) или газовые лазеры непрерывного режима работы, излучающие в видимой области спектра, с расходимостью не более 10' и другие вспомогательные устройства.
1.1.6. Система накачки, применяемая при измерении средней мощности излучателей, должна обеспечивать режим накачки, установленный в стандартах или ТУ на конкретные типы излучателей.
Электротехническая библиотека Elec.ru
Электротехническая библиотека Elec.ru
ГОСТ 25786—83 Стр. 3
Погрешность измерения, обусловленная неточностью установления и поддержания режима накачки, должна быть в интервале ± 10%.
1.2. П о д г о т о в к а и п р о в е д е н и е и з м е р е н и й1.2.1. Исследуемый лазер, оптическую систему, средство изме
рений, средство юстировки подготавливают к работе в соответствии с эксплуатационной документацией на них.
1.2.2. Исследуемый лазер включают и прогревают в течение времени не менее времени готовности лазера, указанного в стандартах или ТУ на конкретный тип лазера.
1.2.3. Проводят юстировку, добиваясь попадания пучка лазерного излучения в центр приемной площадки оптической системы и входной апертуры средства измерений. Контроль прохождения лазерного пучка осуществляют визуально или с помощью средства юстировки.
1.2.4. Если в качестве средства юстировки используют специальный газовый лазер, то исследуемый лазер включают после окончания процесса юстировки.
1.2.5. Включают средство измерений и регистрируют его показание Рг.
1.3. О б р а б о т к а р е з у л ь т а т о в . П о к а з а т е л и т о ч н о с т и
1.3.1. Среднюю мощность лазерного излучения Р определяют по формуле
Р=Р' Ки (2)
где К1 — коэффициент ослабления оптической системы.1.3.2. Погрешность измерения средней мощности излучения ла
зеров 6рл находится в интервале ±19% с установленной вероятностью 0,95. Погрешность измерения средней мощности излучателя 6ри находится в интервале ±23% с установленной вероятностью 0,95. Расчет погрешности измерений приведен в справочном приложении 2.
2. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ ИМПУЛЬСА
2.1. Измерение средней мощности импульса лазерного излучения основано на измерении средней мощности, длительности и частоты повторения импульса лазерного излучения.
2.2. Среднюю мощность лазерного излучения измеряют в соответствии с разд. 1.
2.3. Длительность ти и частоту повторения Ги импульса излучения измеряют по ГОСТ 25213—82.
Электротехническая библиотека Elec.ru
Электротехническая библиотека Elec.ru
Стр. 4 ГОСТ 25786—83
2.4. Среднюю мощность импульса излучения Римп определяют по формуле
Лшп — р • (3)1И 1 и2.5. Погрешность измерения средней мощности импульса излу
чения лазера находится в интервале ±28% с установленной вероятностью 0,95. Погрешность измерения средней мощности импульса излучения излучателя находится в интервале ±30% с установленной вероятностью 0,95. Расчет погрешности измерений приведен в справочном приложении 2.
3. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ НЕСТАБИЛЬНОСТИСРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ
3.1. М е т о д д и с к р е т н о г о и з м е р е н и я с р е д н е й м о щ н о с т и
3.1.1. Аппаратура по пп. 1.1.1 —1.1.3, 1.1.5, 1.1.6. Энергетический, спектральный и временной диапазоны средства измерений —■ по по 1.1.4. Основная погрешность средства измерений должна быть в пределах ±12%.
3.1.2. Подготовка и проведение измерений3.1.2.1. Подготовка к измерениям — по пп. 1.2.1—1.2.4.3.1.2.2. Включают средство измерений и регистрируют значе-
^ tния Р{ через промежутки времени, равные отношению — , где
t — время измерения относительной нестабильности средней мощности, установленное в стандартах или ТУ на конкретный тип лазера, п — количество наблюдений (/г^Ю).
3.1.3. Обработка результатов. Показатели точности3.1.3.1. Относительную нестабильность средней мощности опре
деляют в процентах по формуле
Sp =2i — 1
(Pi — P)2
П — 1у (4)
где Р — среднее арифметическое значений средней мощности Р*.3.1.3.2. Допускается определять относительную нестабильность
средней мощности в процентах по формуле
Sp = ■Ртах ' Рщ tnРтах “1“ Pmin
•100,
где Ртах и Pmin — максимальное и минимальное значения среднеймощности Ри полученные при измерении.
Электротехническая библиотека Elec.ru
Электротехническая библиотека Elec.ru
ГОСТ 25786—83 Стр. 5
3.1.3.3. Показатели точности измерения относительной нестабильности средней мощности должны соответствовать установленным в стандартах или ТУ на конкретные типы лазеров.
Границы интервала dSp> в котором с установленной вероятностью 0,95 находится погрешность измерения относительной нестабильности средней мощности, определяют расчетным путем.
Если Sp определена по формуле (4), то
=±15,7
п (п — 1) Sp Р$
Если SP определена по формуле (5), то31,6 Р max г mm
max min
(6)
(7)
Расчет погрешности измерения приведен в справочном приложении 2.
3.2. М е т о д н е п р е р ы в н о г о и з м е р е н и я н а п р я ж е н и я э л е к т р и ч е с к о г о с и г н а л а
3.2.1. Аппаратура3.2.1.1. Схема расположения средств измерений должна соот
ветствовать приведенной на чертеже, где средство измерений средней мощности заменяется измерительным преобразователем и самопишущим прибором. Перечень измерительных преобразователей и самопишущих приборов приведен в рекомендуемом приложении 1.
3.2.1.2. Требования к оптической системе — по п. 1.1.1. Относительная нестабильность коэффициента ослабления за время измерения должна быть не менее чем в 5 раз меньше относительной нестабильности средней мощности лазерного излучения.
3.2.1.3. Спектральный, временной и энергетический диапазоны измерительного преобразователя должны быть такими, чтобы обеспечивать линейное (с погрешностью не более 3%) преобразование излучения исследуемого лазера в электрический сигнал. Относительная нестабильность коэффициента преобразования за время измерения должна быть не менее чем в 5 раз меньше относительной нестабильности средней мощности лазерного излучения. Время нарастания переходной характеристики измерительного преобразователя должно быть не менее 1 с, если иные требования не установлены в стандартах или ТУ на конкретный тип лазера.
3.2.1.4. Основная погрешность самопишущего прибора должна быть в пределах ±2,5%.
3.2.2. Подготовка и проведение измерений2—623
Электротехническая библиотека Elec.ru
Электротехническая библиотека Elec.ru
Стр. 6 ГОСТ 25786—83
3.2.2.1. Подготовка к измерениям — по пп. 1.2.1.—1.2.43.2.2.2. Измерительный преобразователь соединяют с самопи
шущим прибором.3.2.2.3. Включают самопишущий прибор и регистрируют напря
жение электрического сигнала на выходе измерительного преобразователя в течение времени, установленного в стандартах или ТУ па конкретный тип лазера.
жения от времени U=f(t) разбивают на п равных участков (л^> 10).
3.2.3.2. Для каждого участка определяют максимальное и минимальное значения напряжения Um3iX и £/mln.
3.2.3.3. Определяют среднее значение напряжения для каждого участка Ui по формуле
__ Uj max4~~ Wj min /gv
3.2.3.4. Определяют среднее значение напряжения за время измерения по формуле
U = -------- ------ (9)П
3.2.3.5. Для каждого участка определяют максимальное отклонение напряжения от среднего значения за время измерения Англах ПО формуле
Д*Лт« = | ^ | — ( 1 0 )
3.2.3.6. Определяют в процентах относительную нестабильность средней мощности по формуле
Sp — (И)
3.2.3.7. Допускается определять в процентах относительную не стабильность средней мощности по формуле
S* £/max U min _ 100Пщах +
(12)
где ишат и б/ты — максимальное и минимальнее значения напряжения за время измерения.
Электротехническая библиотека Elec.ru
Электротехническая библиотека Elec.ru
ГОСТ 25786—83 Стр. Г
3.2.3.8. Показатели точности измерения относительной нестабильности средней мощности должны соответствовать установленным в стандартах или ТУ на конкретные типы лазеров.
Границы интервала 6sp, в котором с установленной вероятностью 0,95 находится погрешность измерения относительной нестабильности средней мощности, определяют расчетным путем.
Если SP в процентах определена по формуле (11), то
(пlL̂ yryi()S%U* V
Uf nU— Ut 2 U\ (13)(=1
Если £р определена по формуле (12), то
=±13,4 Цт ах
Г / 2 _ I s 2max '-'min
(14)
Расчет погрешности приведен в справочном приложении 2.3.3. М е т о д н е п р е р ы в н о г о и з м е р е н и я н е с т а
б и л ь н о с т и н а п р я ж е н и я э л е к т р и ч е с к о г о с и г н а л а
3.3.1. Аппаратура3.3.1.1. Схема расположения средств измерений должна соот
ветствовать приведенной на чертеже, где средство измерений заменяют измерительным преобразователем, измерителем нестабильности напряжения и самопишущим прибором. Перечень измерителей нестабильности напряжения приведен в рекомендуемом приложении 1.
3.3.1.2. Требования к оптической системе — по п. 3.2.1.2, к измерительному преобразователю — по п. 3.2.1.3, к самопишущему прибору — по п. 3.2.1.4, к средству юстировки — по и. 1.1.5.
3.3.1.3. Основная погрешность измерителя нестабильности напряжения должна быть в пределах ±3%.
3.3.2. Подготовка и проведение измерений3.3.2.1. Подготовка к измерениям — по пп. 1.2.1 —1.2.4.3.3.2.2. Измерительный преобразователь присоединяют к из
мерителю нестабильности напряжения с самопишущим прибором и включают их.
3.3.2.4. На самопишущем приборе регистрируют р, пропорциональное относительной нестабильности напряжения электрического сигнала на выходе измерительного преобразователя в течение времени, установленного в стандартах или ТУ на конкретный тищ лазера.
3.3.3.1. Полученную на диаграммной ленте самопишущего прибора зависимость р = /(/) разбивают на п равных участков (л>10).
3.3.3.2. Для каждого участка определяют максимальное и минимальное значения р*тах и рг min. Среднее значение Рг вычисляют по формуле
Pt max 4~ Pt mm
2(15)
3.3.3.3. Определяют среднее значение функции p = f (t) р по формуле
п
2 Pit=iп
(16)
3.3.3.4. Для каждого участка определяют максимальное откло нение значения рг* от среднего за время измерения по формуле
шах — I Pi Р Imai (17)
3.3.3.5. Определяют в процентах относительную нестабильность средней мощности лазерного излучения по формуле
S> 100
р +}
2 maxi= 1П — 1
(18)
где у — масштабный коэффициент диаграммной ленты, мм-1.3.3.3.6. Допускается определять в процентах относительную не
стабильность средней мощности по формуле
Sp =------Ргсах —P_mm- . Ю0, (19)Ртах + Р тт + —
If
где pmax и — максимальное и минимальное значения р за время измерения.
Вывод формул (18) и (19) приведен в справочном приложении 3.
3.3.3.7. Показатели точности измерения относительной нестабильности средней мощности лазерного излучения должны соответствовать установленным в стандартах или ТУ на конкретные типы лазеров.
Электротехническая библиотека Elec.ru
Электротехническая библиотека Elec.ru
ГОСТ 25786—83 Стр. 9
Границы интервала 6sP, в котором с установленной вероятностью 0,95 находится погрешность измерения относительной нестабильности средней мощности, определяют расчетным путем.
Если SP определена по формуле (18), то 6Sp в процентах:
________ 5^9_______л <n- l ) ( I+Y F)3Sp
тР(1 + чРг)«0 + lP) —
•(Pi 2 О + тРг):ы\
(20)
Если SP определена по формуле (19), то 6sP в процентах:
SsP = ± П , 8^Pmln + ^ Pmax^j “Ь ^Pmax + ^ Pmin^j
^Pmax+Pmln + ^ j (Ртах—Pmln)2
(21)
Расчет погрешности приведен в справочном приложении 2.
Электротехническая библиотека Elec.ru
Электротехническая библиотека Elec.ru
Стр. 10 ГОСТ 25786—83
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Рекомендуемое
СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ, ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВАИ ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Т а б л и ц а 1
Средства намерений средней мощности
Тип средства измерений
Спектральный диапазон, мкм
Диапазон измерений, Вт
Основнаяпогрешность,
%
Титан 0,4—12 10~3 —10* 2—5
ИМН-1 0,63—12 10~6 —10~3 10
ИМО-2* 0,63; 1,06; 10,6 10“4 —102 5
ИМО-2—2* 0,44—10,6 10“2 —1 2,5
МЗ-24*0,4—3,5 10-3 —1
10М3-18 А* 70тго1О
МЗ-49* 0,4—11 12
ИМИ-1; ИМИ-ФД 0,63—1,15 Ю-4 —10_|
ИМИ—С 0,63; 0,5
70тсо1О
10
ИСМ-1 0,4—11 10~2 —103
ИЛД-2* 0,49—1,15 Ю-°—Ю 18
ИМТ-3 0,3—15 10-1 —10 12
Копия-1* 0,4—10,6 | 1—102 7—17
* Средства измерений внесены в Госреестр
Таблица 2
Измерительные преобразователи
Тип преобразователя Спектральный диапазон, мкм
Диапазон измерений, Вт
Термоэлектрические 0,3—11,8
6т''ф1о
Фотоэлементы и фотоумножители 0,24—1,1 о 1 Г о 1 со
Фотодиоды 0,3—1,9
0т001О
Фоторезисторы 1,8—11 10~3 —102
Электротехническая библиотека Elec.ru
Электротехническая библиотека Elec.ru
ГОСТ 25786—83 Crp. 11
Т а б л и ц а 3
Ослабители
ОслабительКоэффициентослабления
Спектральный диапазон, мкм
Плоскопараллельная пластина из нейтрального стекла марки НС толщиной 1—3 мм 1,25—102 0,35—3,0
Плоскопараллельная пластина из германия или кремния толщиной 2—-10 мм 1,25—1,67 1,8—11,0
Ослабители, основанные на френелевском отражении от поверхности диэлектрика, прозрачного в данной области спектра:
оптическое бесцветное стекло германий, кремний
10,0—33,45,0—20,0
0,35—3,00,3—11,0
Ослабители, основанные на отражении от диффузно рассеивающих поверхностей:
основная погрешность измерения напряжения ± 0,25-1-0,5
относительной нестабильности напряжения ± [о, 5 +0 ,ЗЯ^+ 100 А Я 1
Я,
%г
%,
где Uh(Hk)—верхняя граница диапазона измерений напряжения (относительной нестабильности напряжения), UX{HX)—измеряемое значение напряжения (относительной нестабильности напряжения), АН— дрейф показаний.
Примечание. Допускается применять другие средства измерений, технические и метрологические характеристики которых соответствуют требованиям настоящего стандарта.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Справочное
РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ
1. Погрешность измерения средней мощности лазерного излучения определяют по формулам:
где 6р — погрешность измерения средней мощности лазера; л
6р —погрешность измерения средней мощности излучателя; изл
бопт — погрешность, вносимая оптической системой (находится в пределах ±7%) ;
бс.и— основная погрешность средства измерения средней мощности (находится в пределах ±18%);
бреж — погрешность, обусловленная неточностью установления и поддержания режима накачки излучателей (находится в пределах ±10%);
Кр КР ,Конт, /Сс.л, /Среда —коэффициенты, зависящие от распределения сум- л> изл* марных погрешностей бя , б я и частных по-
л ИЗЛгрешностей бопт, бс и, 6Реж, соответственно и установленной вероятности, с которой определены эти погрешности.
Считаем распределение каждой частной погрешности равномерным. Тогда предельные значения коэффициентов
/С,*опт. = Кс.и = К ре ж 1.73, Ьп =
1,73>^49 + 324
Электротехническая библиотека Elec.ru
Электротехническая библиотека Elec.ru
ГОСТ 25786—83 Стр. 15
Частная погрешность бг и является доминирующей, следовательно, распределение суммарной погрешности является близким к равномерному. Для равномерного распределения и установленной вероятности 0,95 КРд =1,65.
1,65 Л_Тогда у -^363 « ± 19%;
КРЬр =±~^ V49 + 324 + 100
1,73
Композиция последних двух частных погрешностей дает трапециевидное распределение (близкое к нормальному). Распределение суммарной погрешности тогда будет композицией равномерного и нормального распределений. Для такой композиции в соответствии с РМ 11 091.482—82 «Методические указания по расчету показателей точности измерения параметров ИЭТ» при
бпред равн 7- 2,3
]/4240,8 и установленной вероятности 0,95 Кр =1,94, где
2 Погрешность измерения средней мощности импульса излучения.
где Ь р — погрешность измерения средней мощности импульса и* л излучения лазера;
Йр —погрешность измерения средней мощности импульса и. изл излучения излучателя;
Йт — погрешность измерения длительности импульса излучения (находится в интервале ±15% с установленной вероятностью 0,95);
Ьу —погрешность измерения частоты повторения импульсов излучения (находится в интервале ±10% с установленной вероятностью 0,95);
Кр , Кр , К% К у—коэффициенты, зависящие от закона распределения и. л и. изл. > соответствующих погрешностей и установленной ве
роятности.В соответствии с ГОСТ 25213—82 закон распределения частных погрешностейб т и б/ — нормальный и установленная вероятность равна 0,95, следовательно:Я*т *=/0 = 1,96. В соответствии с п. 1 настоящего приложения
Электротехническая библиотека Elec.ru
Электротехническая библиотека Elec.ru
Стр. 14 ГОСТ 25786—83
Кр =1 ,65 ; Кр =1 ,94 ; КР = КР =1 .96 , а*л *ИЗД и л и изл
и л—±1,96 VI
191,65 +
151,96 +
101,96
- ± У500 + 225 + 100 — ± 28 % ,
и изл
10 \2
96 +15
1,96± 30% .
3 Погрешность измерения относительной нестабильности мощности лазерного излучения
3 1 Когда относительную нестабильность мощности определяют по формуле J4) стандарта, относительная погрешность измерения нестабильности мощности
5п Равна
6SpPj_Sp
(5)
где —относительная погрешность измерения мощности излучения в t-и момент времени,
К —коэффициенты, зависящие от закона распределения погрешно стеи Ъ§ и 6, соответственно, и установленной вероятности
dSpНайдем частную производную —— Для этою преобразуем формулу опре-dPiделения относительной нестабильности мощности
Sp
л2 (Pi-?)2i=i
п— 1
(6)
Электротехническая библиотека Elec.ru
Электротехническая библиотека Elec.ru
ГОСТ 25786—83 Стр. 15
Обозначим в формуле (6)flPi)
(1*L \г=1
п= х,
с л/ п% X тогда Sp= у ——-
д S,И
д Sp дхdPi
dS> П2дх д Pi
п пдх " (т^ ПХ1 ) (" —1) 2>^(Л — 1) л:
Для определениядх
дРг преобразуем формулу (7 ) :
х =р\
П \ 2
|(Р<+
Piп
2*а + ■ • *
р\
п
2*— + ••• +
i - 1
+Р\
2*п
дх-2Р?(Д л) 2/>Ц2 ^
дР, Л \ 4
1,^л + • • * +
2*i=i
-ь2Р/ ( 2 ^ Y ~ 2 Р] ^2 />,) 2 Р\ ^2 Pi
2*1= ]
rt \ 42М1= 1 /
2 (1 Яг) (Р?+ Рг+ •■••Р? 2 P i (2------------ -- ------------— + — —
(7 )
(8)
(9 )
(10)
(П)
П \ 42Р<г~ 1
П \ 42 p i1=1
2Р г22 (Л)2/=1
3 (12)
Электротехническая библиотека Elec.ru
Электротехническая библиотека Elec.ru
Стр. 16 ГОСТ 25786—83
Подставляя формулы (10) и (12) в (9) и учитывая формулу (6), получим;
d S
д Р
[2P i[£p i)-2^(P iy
п \ 3
(n-i).sP[2 лУ• (13)
Подставляя формулу (13) в (5) и принимая 6^—6^= . . . 6 — бр;
КPi =КР , к * Р - 1 ,96 получим:
6j> определяем по формуле (1).Учитывая, что 6С и находится в пределах ±12%. получим
6р =± ~Т1з У49+ш •
Распределение 6 р — трапециевидное, тогда для установленной вероятности 0,95 /С* =1,83.
6р1,83 /49 + 144, =± 14,7% .1,73
(15)
Электротехническая библиотека Elec.ru
Электротехническая библиотека Elec.ru
ГОСТ 257В6—S3 Стр. 17
Подставляя значение Кр и формулу (15) в (14), получим в процентах
6sP =±15,7
п (п — 1) Sf, Р* г \ 1=1(16)
Если относительную нестабильность мощности лазерного излучения определяют по формуле (5) стандарта, относительная погрешность измерения равна
Погрешность измерения относительной нестабильности мощности, вычисленная по формуле (20) настоящего приложения
t 31,6-0,7-1,5 ,б5р-± 2,25 — 0,49 - 96 '
3 2 Когда относительную нестабильность мощности лазерного излучения определяют по формуле (11) стандарта, относительная погрешность измерения равна
6 S p = ± KSpf t dS, Ut 7/dU t К
(21)и
Электротехническая библиотека Elec.ru
Электротехническая библиотека Elec.ru
Стр. 18 ГОСТ 25786—83
ьи = ± К~и;ОПт 1копт
(22)
где 6и — погрешность измерения напряжения на выходе измерительного преобразователя,
бопт ! — погрешность, обусловленная нестабильностью ослабления оптической системы за время измерений (находится в пределах ±3%) ;
6Пр1 — погрешность, обусловленная нелинейностью характеристики преобразования измерительного преобразователя (находится в пределах ±3%) ;
бПр2 — погрешность, обусловленная нестабильностью коэффициента преобразования измерительного преобразователя за время измерений (находится в пределах ±3%) .
бСп — основная погрешность самописца (находится в пределах ±2,5%); бсч—погрешность считывания значения Ui с диаграммной ленты (нахо
дится в пределах ±2%);К sp » Ки> Кот , Кпр, Ксп , Кеч — коэффициенты, зависящие от закона рас
пределения соответствующих погрешностей.-Копт = Кпр — Кол — Кеч — 1,73; КSp —Ки~ 1,96;
* > и =± у ^ У 9 + 1 8 + 6 , 3 + 4 = ± 6 , 8 % ;
d S p d S p d P i0 U t ^ d P i d U i '
Ui = m-P i fгде m — коэффициент преобразования измерительного преобразователя.
(23)
(24)
(25)
dPj____ 1_dU t ~~ т *
Подставляя формулу (25) в (13), получим
Ui (± ^(u ty
(26)
dS>n% т
i=\ i = 1dPi
(27)
(n- l )SP 2 U t1= 1Подставляя формулы (26), (27) и значения К Sp ,Ки и б и из (23) в (21)
получим б в процентах
б г. — + Sp —л1 *би v t/=1
y?( i j (Ui)*~'2i= 1 /_____ i_=l___
n \3
% u ‘ )
n { n — 1)—----------- 1/ у [л£/- ( /?-( / |Уи/) .|).^..1/з v t£l\ J
(28)
Электротехническая библиотека Elec.ru
Электротехническая библиотека Elec.ru
ГОСТ 25786—83 Стр.
Если относительную нестабильность мощности лазерного излучения определяют по формуле (12) стандарта, проведя расчеты, аналогичные п 3 1 настоящего приложения, получим, что относительная погрешность измерения равна
ЬSP
15,7 ^Лпах * Umin
tp —U2m ах min
(29)
3 3 Когда относительную нестабильность мощности лазерного излучение определяют по формуле (18) основного текста стандарта, относительная погрешность измерения равна
Pi apt уSp Кр )
2
t
(30)
dS,где
/с
погрешность измерения, обусловленная неточностью градуировки самопишущего прибора Оценка показала, что этой погрешностью можно пренебречь, поэтому в дальнейших расчетах ее не учитывают
dSp __ dSp dU t ~Wt ТйГ * "TpJ (31)
Подставляя формулы (27) и (26) в (24), получим
dSд U t
/I2 Utlj: г/,]1-2 <^)alУ i= 1 f t=i J
(п — 1) Sp [ 2 Ui
Как следует из формул (8) и (10) приложения 3
Ui= f /0 ( l+TPi) .Следовательно,
д U t
в Р/= Uo-x.
Подставляя формулы (32) и (34) в (31), получим
dS, (1 + YPi> 2 О + vPi) — S О + YPi)1/=1 t=i
dp,( n - I ) S , 2( i + vPi>
(=i
(32>
(33)
(34)
(35)
Электротехническая библиотека Elec.ru
Электротехническая библиотека Elec.ru
тр. 20 ГОСТ 25786—83
- бР - + i ^ * - V +
2
К п р Кн+ ( 4 = - У + , ” “К СП К С2
(36)
где 6Н —■ погрешность установления и поддержания опорного напряжения U0 измерителем нестабильности напряжения (находится в пределах ±1%);
Кп = 1,73Подставляя в (36) предельные значения частных погрешностей и учитывая,
что распределение 5р —нормальное (Кр = 1,96 при вероятности 0,95), получим
бр =±1 ,1 9+9+6+1+4 — ± 5 ,9% * (37)
Подставляя формулы (35), (37) в (30), получим
bSp = ± ’9( п — 1 ) S p
5,9п ( п - 1) (1+ т р ) з52
yMI+YPj) ( l+YP)-7Pi 2 O+VPi)1
та
t= L
(38)
3 4 Когда относительную нестабильность мощности лазерного излучения определяют по формуле (19) стандарта, погрешность измерения равна
ъ3р = ± KSpdS Ршах max
<эршах кР+
dS Р . Pm in h V^min 1min Кг
(39)
dS t2pmin +
7^ Ртах
^Ртах“Ъ Pmin “f*2 \a *
Y /
d S p— ^2 pmax -f- “ t)
Pmin * 2 \2 РтахЧ" Pmln 4“ ~y~ J
(40)
(41)
Принимаем 5pmax = 5pmIn = 6P.
Электротехническая библиотека Elec.ru
Электротехническая библиотека Elec.ru
ГОСТ 25786—83 Стр. 21
Подставляем формулы (40) и (41) настоящего приложения, формулу (17) стандарта и значение из (37) в (39), получим:
7 i \ ' 2 7 1 \o ’[ Pmln”f” IPmax + Pmax+ IPmin
L\ V / J LV v / J
^Pmax“f"Pmin4“ j ^Эшах ’Pminj(42)
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Справочное
ВЫВОД ФОРМУЛ (18) и (19) СТАНДАРТА
1. Относительная нестабильность мощности лазерного излучения в соответ ствии с ГОСТ 24453—80 равна
& п-х(о
где Рг—значение мощности лазерного в i -й момент времени, Р — среднее значение мощности лазерного излучения за время измерения.
Pi=U rm; (2)
P=7Jm; (3)
U- n jp-t-1
(4)
где Vг — значение напряжения на выходе измерительного преобразователя в £-й момент времени;
U — среднее за время измерения значение напряжения на выходе измерительного преобразователя;
т — коэффициент преобразования измерительного преобразователя. Подставляя формулы (2), (3), (4) в формулу (1), получают
Sn =fnU
1 п|| агли‘ n
n—1U,
n—1
Электротехническая библиотека Elec.ru
Электротехническая библиотека Elec.ru
Crp. 22 ГОСТ 25766—83
Следовательно,
/=1
(5)
Значения относительной нестабильности напряжения, регистрируемые измерителем относительной нестабильности напряжения, равны
£ U0 и0где Uo—значение напряжения на выходе измерительного преобразователя в
начальный момент времени.KtUo^Ut—Uo (7)
(8)Подставляя формулу (8) в формулу (5), получают
/----
SP - п
пV
пV
1 = 1
2 И
пп— 1
2г^о(*,+ шt~\
л/ s2(*гН)
114 . * ________
2
п X h WtU-/ Яг
2 ( x i + о
О)
Электротехническая библиотека Elec.ru
Электротехническая библиотека Elec.ru
ГОСТ 25786—83 Стр. 23
Значения нестабильности напряжения, определяемые по диаграммной ленте самописца равны
0°)где — значение ординаты функции р=*/(0» мм;
Y — масштабный коэффициент диаграммной ленты, мм~!.Подставляя формулу (10) в формулу (9), получают
п V
2. Если относительную нестабильность средней мощности определяют по формуле (5) стандарта, то подставляя в эту формулу формулы (2) и (8), получают