12.7. Российская система обеспечения единства измерений коэффициентов пропускания и отражения

 

В России за обеспечение единства измерений характеристик спектрального пропускания и отражения ответственность несет Всероссийский НИИ оптико-физических измерений (ВНИИОФИ). С целью развития системы обеспечения единства измерений оптических свойств веществ и материалов в возможно более широком диапазоне спектра во ВНИИОФИ с 1986 г. проводились ис­следования наиболее перспективных методов и средств измерений характери­стик пропускания и рассеяния, охватывающих поддиапазоны воздушного УФ, видимого и ближнего ИК излучения. Завершением 15-летнего цикла исследо­ваний и разработок явилось создание в 1990 г. Государственной поверочной схемы для средств измерений спектральных и интегральных коэффициентов направленного пропускания в диапазоне длин волн 0, 2-20, 0 мкм, диффузного и зеркального отражений в диапазоне длин волн 0, 2-2, 5 мкм, возглавляемой Государственным первичным эталоном единиц этих спектральных коэффици­ентов [65].

Государственная поверочная схема для средств измерений спек­тральных и интегральных коэффициентов направленного пропус­кания в диапазоне длин волн 0, 2—20, 0 мкм, диффузного и зеркаль­ного отражений в диапазоне длин волн 0, 2—2, 5 мкм. В соответствии с российским законодательством государственная поверочная схема устанав­ливает порядок передачи размеров единиц от государственного первичного эталона при помощи вторичных и разрядных эталонов рабочим средствам из­мерений с указанием погрешностей и основных методов поверки/калибровки. В данном случае речь идет о воспроизведении и передаче размеров единиц тг, Pd и рт. Поскольку в российских официальных документах были приняты другие обозначения этих величин, в целях сохранения традиций в дальнейшем изложении примем установившиеся в отечественной литературе соответствующие обозначения вышеупомянутых спектральных коэффициентов: ,  и · Для интегральных коэффициентов приняты обозначения Т,  и  В данном параграфе изложена регламентирующая основа государственной поверочной схемы. Подробное описание СИ и методик выполнения эталонных измерений ,  и  приведено в следующем параграфе.

Государственный и вторичные эталоны. Государственный первич­ный эталон применяют для передачи размеров единиц спектральных коэф­фициентов направленного пропускания в диапазоне длин волн (0, 2-20, 0) мкм, диффузного и зеркального отражений в диапазоне длин волн (0, 2-2, 5) мкм вторичным и разрядным эталонам непосредственным сличением, методом прямых измерений и методом косвенных измерений и рабочим средствам измерений методом прямых измерений.

В качестве эталона-копии единиц спектральных коэффициентов направ­ленного пропускания в диапазоне длин волн (0, 2-20, 0) мкм, диффузного и зеркального отражений в диапазоне длин волн (0, 2-2, 5) мкм применяют комплексы, каждый из которых состоит из спектрофотометрической установ­ки и комплектов мер из образцов прозрачного нейтрального стекла, образцов с полупрозрачным металлическим покрытием на прозрачной подложке, на­бора секторных дисков, диффузно и зеркально отражающих поверхностей в следующих диапазонах измерений: ;  и .

В качестве эталона сравнения единиц спектральных коэффициентов на­правленного пропускания в диапазоне длин волн (0, 2-20, 0) мкм, диффузного и зеркального отражений в диапазоне длин волн (0, 2-2, 5) мкм применяют комплекты мер, каждый из которых состоит из образцов прозрачного ней­трального стекла, образцов с полупрозрачным металлическим покрытием на прозрачной подложке, набора секторных дисков, диффузно и зеркально отражающих поверхностей в следующих диапазонах измерений: ;  и .

В качестве эталона-копии единиц спектральных коэффициентов направ­ленного пропускания и диффузного отражения для передачи размера еди­ниц государственному специальному эталону координат цвета и координат цветности (в части несамосветящихся объектов в диапазоне длин волн (0, 38-0, 78) мкм) применяют комплекты мер, каждый из которых состоит из образ­цов прозрачного цветного и нейтрального стекла и диффузно отражающих белых поверхностей в следующих диапазонах измерений:  и .

В качестве вторичных эталонов единиц спектральных коэффициентов на­правленного пропускания в диапазоне длин волн (0, 2-20, 0) мкм, диффузного и зеркального отражений в диапазоне длин волн (0, 2-2, 5) мкм применяют комплекты мер, каждый из которых состоит из образцов прозрачного ней­трального стекла, образцов с полупрозрачным металлическим покрытием на прозрачной подложке, набора секторных дисков, диффузно и зеркально отражающих поверхностей в следующих диапазонах измерений: ;  и .

В качестве вторичных эталонов единиц спектральных коэффициентов на­правленного пропускания в диапазоне длин волн (0, 2-20, 0) мкм, диффузного и зеркального отражений в диапазоне длин волн (0, 2-2, 5) мкм применяют ком­плексы, каждый из которых состоит из спектрофотометрической установки в следующих диапазонах измерений: ;  и .

В качестве вторичных эталонов единиц интегральных коэффициентов на­правленного пропускания в диапазоне длин волн (0, 2-20, 0) мкм, диффузного и зеркального отражений в диапазоне длин волн (0, 2-2, 5) мкм применяют комплекты мер, каждый из которых состоит из образцов прозрачного ней­трального стекла, образцов с полупрозрачным металлическим покрытием на прозрачной подложке, набора секторных дисков, диффузно и зеркально отражающих поверхностей в следующих диапазонах измерений:  и .

Средние квадратические отклонения результатов сличений эталона-копии единиц спектральных коэффициентов направленного пропускания , диф­фузного и зеркального отражений  и  с государственным составляют:

· для направленного пропускания от 0, 0005 до 0, 0010;

· для диффузного отражения от 0, 002 до 0, 005;

· для зеркального отражения от 0, 0005 до 0, 0050.

Средние квадратические отклонения результатов сличений эталона срав­нения единиц спектральных коэффициентов направленного пропускания  диффузного и зеркального отражений  и  с государственным состав­ляют:

· для направленного пропускания от 0, 001 до 0, 002;

· для диффузного отражения от 0, 002 до 0, 005;

· для зеркального отражения от 0, 0005 до 0, 0050.

Средние квадратические отклонения результатов сличений эталона-копии единиц спектральных коэффициентов направленного пропускания  и диф­фузного отражения  для передачи размера единиц государственному спе­циальному эталону единиц координат цвета и координат цветности (в части несамосветящихся объектов в диапазоне длин волн (0, 38-0, 78) мкм) с государ­ственным составляют:

· для направленного пропускания от 0, 0015 до 0, 0020;

· для диффузного отражения от 0, 0035 до 0, 0040.

Средние квадратические отклонения результатов сличений вторичных эталонов единиц спектральных коэффициентов направленного пропускания , диффузного и зеркального отражений  и  с государственным составляют:

· для направленного пропускания от 0, 0010 до 0, 0015;

· для диффузного и зеркального отражений от 0, 0035 до 0, 0070. Средние квадратические отклонения результатов сличений вторичных

эталонов единиц интегральных коэффициентов направленного пропускания

, диффузного и зеркального отражений  и  с государственным составляют:

· для направленного пропускания от 0, 001 до 0, 005;

· для диффузного и зеркального отражений от 0, 0035 до 0, 0080. Эталон-копию применяют для передачи размеров единиц спектральных

коэффициентов направленного пропускания, диффузного и зеркального отра­жений: вторичным эталонам и рабочим средствам измерений методом прямых измерений и интегральных коэффициентов направленного пропускания, диффузного и зеркального отражений — вторичным эталонам методом косвенных измерений.

Эталон сравнения применяют для передачи размеров единиц спектраль­ных коэффициентов направленного пропускания, диффузного и зеркального отражений при взаимных сличениях эталонов.

Эталон-копию применяют для передачи размеров единиц спектральных коэффициентов направленного пропускания и диффузного отражения го­сударственному специальному эталону единиц координат цвета и коорди­нат цветности (в части несамосветящихся объектов в диапазоне длин волн (0, 38-0, 78) мкм) методом косвенных измерений.

Вторичные эталоны применяют для передачи размеров единиц спектраль­ных коэффициентов направленного пропускания, диффузного и зеркального отражений разрядным эталонам единиц спектральных коэффициентов на­правленного пропускания и диффузного отражения методом прямых изме­рений и сличением при помощи компаратора (спектрофотометра) и рабочим средствам измерений методом прямых измерений; разрядным эталонам еди­ниц интегральных коэффициентов направленного пропускания, диффузного и зеркального отражений методом косвенных измерений.

Вторичные эталоны применяют для передачи размеров единиц интеграль­ных коэффициентов направленного пропускания и диффузного и зеркального отражений разрядным эталонам сличением при помощи компаратора (спек­трофотометра, фотометра) и методом прямых измерений.

Рабочие (разрядные) эталоны. В качестве разрядных эталонов еди­ниц спектральных коэффициентов направленного пропускания, диффузно­го и зеркального отражений применяют спектрофотометрические установки и наборы мер спектральных коэффициентов в следующих диапазонах изме­рений:  и .

В качестве разрядных эталонов единиц интегральных коэффициентов на­правленного пропускания, диффузного и зеркального отражений применяют наборы мер интегральных коэффициентов и фотометры в следующих диапа­зонах измерений:  и .

Пределы допускаемых абсолютных погрешностей разрядных эталонов со­ставляют:

· для спектральных коэффициентов направленного пропускания  — от 0, 0015 до 0, 0030;

· для диффузного и зеркального отражений — от 0, 005 до 0, 008.

Пределы допускаемых абсолютных погрешностей разрядных эталонов со­ставляют:

· для интегральных коэффициентов направленного пропускания  на­бора мер — от 0, 0015 до 0, 0250; фотометров — от 0, 003 до 0, 030;

· для диффузного и зеркального отражений  набора мер — от 0, 005 до 0, 050; фотометров — от 0, 007 до 0, 050.

Разрядные эталоны применяют для поверки (калибровки) рабочих средств измерений сличением при помощи компаратора (спектрофотометра, фотомет­ра), методом прямых измерений и методом косвенных измерений.

Рабочие средства измерений. В качестве рабочих средств измере­ний спектральных коэффициентов направленного пропускания, диффузного и зеркального отражений применяют спектрофотометрические установки, на боры мер спектральных коэффициентов и спектрофотометры в следующих диапазонах измерений:  и .

В качестве рабочих средств измерений интегральных коэффициентов на­правленного пропускания, диффузного и зеркального отражений применяют наборы мер интегральных коэффициентов, фотометры и зональные фотомет­ры в следующих диапазонах измерений: Τ = 0, 01-0, 95 и .

Пределы допускаемых абсолютных погрешностей рабочих средств изме­рений составляют:

· для спектральных коэффициентов направленного пропускания  спек-трофотометрических установок — от 0, 0008 до 0, 0010; спектрофотометров — от 0, 001 до 0, 020; набора мер - от 0, 0008 до 0, 010;

· для диффузного и зеркального отражений  спектрофотометри-ческих установок — от 0, 0035 до 0, 0050; спектрофотометров — от 0, 005 до 0, 050 и набора мер — от 0, 005 до 0, 020.

· Пределы допускаемых абсолютных погрешностей рабочих средств изме­рений составляют:

· для интегральных коэффициентов направленного пропускания  на­бора мер — от 0, 003 до 0, 050; фотометров и зональных фотометров — от 0, 004 до 0, 050;

· для диффузного и зеркального отражений  набора мер — от 0, 008 до 0, 080; фотометров и зональных фотометров — от 0, 008 до 0, 080.

Государственный первичный эталон единиц спектральных ко­эффициентов направленного пропускания в диапазоне длин волн 0, 2—20, 0 мкм, диффузного и зеркального отражений в диапазоне длин волн 0, 2-2, 5 мкм. До начала 90-х годов обеспечение единства из­мерений в области спектрофотометрии осуществлялось на основе двух госу­дарственных поверочных схем: ГОСТ 8. 205-76 «ГСИ. Государственный спе­циальный эталон и общесоюзная поверочная схема для измерения цвета» и ГОСТ 8. 101-87 «ГСИ. Государственный специальный эталон и общесоюзная поверочная схема для средств измерения длин волн в диапазоне 0, 186-50 мкм». Однако эти две поверочные схемы не охватывали требуемые спектральные и фотометрические диапазоны.

Поверка серийно выпускаемых спектрофотометров осуществлялась в соот­ветствии со следующей нормативно-технической документацией: ГОСТ 8. 229-81 «ГСИ. Спектрофотометры инфракрасные. Методы и средства поверки»; МИ 141-77 «Методика поверки спектрофотометров СФ-18»; МИ 474-84 «Ме­тодика поверки спектрофотометров СФ-20»; МИ 536-84 «Методика поверки спектрофотометров СФ-46»; МИ 543-84 «Методика поверки спектрофото­метров СФ-39»; МИ 251-82 «Методика поверки спектрофотометров СФ-26». Обеспечение единства измерений сводилось по существу только к поверке этих приборов при выпуске.

Созданный во ВНИИОФИ государственный первичный эталон единиц спектральных коэффициентов направленного пропускания в диапазоне длин волн 0, 2-20, 0 мкм, диффузного и зеркального отражений в диапазоне длин волн 0, 2-2, 5 мкм и государственная поверочная схема для средств измерений спектральных и интегральных коэффициентов направленного пропускания в диапазоне длин волн (0, 2-20) мкм, диффузного и зеркального отражений, в диапазоне длин волн (0, 2-2, 5) мкм, позволяют воспроизводить, хранить и передавать размеры указанных единиц с нормированной погрешностью по всем разрядам поверочной схемы [65].

Государственный первичный эталон (рис. 12. 22; 12. 23; 12. 24) состоит из комплекса следующих средств измерений:

· спектрофотометрической установки для воспроизведения единицы спек­трального коэффициента направленного пропускания (СКНП) в диапазоне длин волн 0, 2-2, 5 мкм с приставками для воспроизведения единиц спектраль­ных коэффициентов диффузного (СКДО) (методом Тэйлора) и зеркального (СКЗО) отражений в диапазоне длин волн 0, 2-2, 5 мкм;

· спектрофотометрической установки для воспроизведения единицы СКНП в диапазоне длин волн 2, 5-20, 0 мкм;

· спектрофотометрической установки для воспроизведения единицы СКДО (методом Эрба) в диапазоне длин волн 0, 38-0, 8 мкм;

Рис. 12. 22. Функциональная схема спектрофотометрической установки для воспроизведения размеров единиц СКНП, СКЗО и СКДО в диапазоне длин волн 0, 2-2, 5 мкм

Рис. 12. 23. Функциональная схема спектрофотометрической установки для воспроизведения размера единицы СКНП в диапазоне длин волн (2, 5-20, 0) мкм

Рис. 12. 24. Функциональная схема спектрофотометрической установки для воспроизведения размера единицы СКДО в диапазоне длин волн 0, 38-0, 8 мкм

· наборов эталонных мер;

· системы регистрации и обработки информации.

1. Спектрофотометрическая установка для воспроизведения раз­меров единиц СКНП, СКЗО и СКДО (метод Тэйлора) в диапа­зоне длин волн 0, 2—2, 5 мкм. Основными частями первой спектрофотомет­рической установки являются осветитель, спектрометр и оптико-механиче­ский блок, содержащий три приставки для воспроизведения размеров единиц СКНП, СКЗО и СКДО (рис. 12. 22). Осветитель включает систему ламп (га-лоидно-вольфрамовая накаливания и дейтериевая) и зеркальный конденсор. Спектрометр построен на базе монохроматора НР-1, спектральный диапазон которого определяется дифракционной решеткой (решетки с 1200, 600, 300 штр/мм обеспечивают работу в спектральном диапазоне от 0, 2 до 2, 5 мкм). Для исключения высших порядков дифракции использованы отрезающие фильтры, установленные перед входной щелью. Здесь же располагается за­слонка, используемая при измерениях темнового тока. Входные и выходные щели монохроматора заменяются диафрагмами диаметром 0, 5 и 1 мм.

За выходной щелью монохроматора находится выходной конденсор, состо­ящий из внеосевого параболического и плоского зеркал. С помощью конденсо­ра формируется коллинеарный поток излучения диаметром 1, 5 мм, который в дальнейшем с помощью апертурных диафрагм варьируется до требуемого поперечного сечения.

Приставка для измерения СКНП представляет собой устройство, с помо­щью которого в поток излучения вводится или выводится светофильтр. Оно имеет форму цилиндра, по направляющей которого располагаются держатели образцов. За ним размещена измерительная головка, состоящая из интегри­рующей сферы с фотоприемником (или системой фотоприемников). Сфера выполнена из политетрафторэтилена. Выбор фотоприемника диктуется спек­тральным диапазоном, в котором проводится измерение: фотоумножитель — в диапазоне (0, 2-0, 8) мкм, фотодиод — (0, 4-1, 1) мкм, фотосопротивление — (1, 0-2, 5) мкм. Последнее требовало модуляции потока и синхронного детек­тирования.

Измерения СКЗО проводятся на поворотном устройстве, с помощью кото­рого обеспечивается и поворот зеркала, и вращение блока фотоприемников. Поворот зеркала и фотоприемника осуществляется синхронно — приемник излучения всегда находится под углом отражения повернутого зеркала. При измерении падающего на образец потока излучения зеркало убирается и вы­полняется условие отражения вдоль поверхности зеркала.

Для определения СКНП и СКЗО измеряются сигналы без образца, с об­разцом и темновой ток.

Приставка для измерения СКДО содержит интегрирующую сферу с тремя отверстиями, выполненную из политетрафторэтилена. Входное отверстие — для ввода излучения, крепления образца и фотоприемника. Отверстие для ввода излучения и отверстие, где размещен образец, располагаются так, что излучение падает на образец под углом 8° к нормали. Прямое переотражение от образца на фотоприемник устраняется экраном. Сфера имеет возможность поворота относительно оси, проходящей через входное отверстие. Такой пово­рот обеспечивает поочередную регистрацию сигналов от стенки сферы и от образца. Между этими измерениями проводится регистрация темнового тока. Коэффициент отражения определяется следующим образом:

где  ~~ поправка, учитывающая отклонения свойств внутреннего покрытия от идеального «ламбертовского» рассеивателя и угловой чувствительности фотоприемника от «косинусной»;  — поправка, учитывающая потери потока излучения на отверстиях сферы при отражении от образца; μ — поправка, учитывающая потери при отражении от образца на торце отверстия для измерений.

Между выходным конденсором и приставками располагается поляроид, а при аттестации установки — устройство с двухапертурной диафрагмой. Последнее имеет диафрагму, перекрываемую двумя шторками. Для исклю­чения пропускания излучения в стыке шторок имеется тонкая перегородка, размещенная по диаметру апертурного отверстия.

 

2. Спектрофотометрическая установка для воспроизведения раз­мера единицы спектрального коэффициента направленного про­пускания в диапазоне длин волн (2, 5-20, 0) мкм. Спектрофотомет­рическая установка для воспроизведения единицы СКНП в диапазоне длин волн (2, 5-20, 0) мкм (рис. 12. 23) построена по однолучевой схеме, что снижает погрешность, обусловленную собственным тепловым излучением. Для улуч­шения воспроизводимости результатов измерений, помимо стабилизированно­го источника излучения — глобара, введен опорный источник излучения — термостабилизированная модель черного тела, излучение которой направля­ется зеркальным модулятором в оптическую систему прибора в те моменты времени, когда излучение основного источника перекрыто. В результате, изме­рения всех оптических сигналов производятся относительно одного и того же стабильного уровня. С целью уменьшения влияния нестабильности источни­ка излучения и характеристики преобразования фотоприемного устройства, в оптическую схему введен дополнительный опорный канал, в который на­правляется часть пучка излучения. Коэффициент пропускания равен

где  и — выходные сигналы при поступлении на входную щель монохроматора предметного пучка, а образец, соответственно, введен или выведен;  и — выходные сигналы при поступлении на входную щель монохроматора опорного пучка, а образец, соответственно, введен в предмет­ный пучок или выведен.

Введение сигналов  и  позволяет уменьшить время, в течение которого действуют дестабилизирующие факторы и сказывается влияние рас­сеянного света.

Монохроматизация излучения осуществляется с помощью набора дифрак­ционных решеток, селекция рабочего порядка спектра — набором полосовых и отрезающих фильтров. Конструкция привода дифракционной решетки поз­воляет получить спектральное разрешение не хуже λ /4000 во всем спектраль­ном диапазоне.

Электронная система позволяет измерять выходные сигналы измеритель­ной головки, формировать напряжение питания приводов модулятора, блоков переключения образца и зеркала оптического коммутатора, а также вводить информацию в микро-ЭВМ для последующей обработки результатов измере­ний и их регистрации.

 

3. Спектрофотометрическая установка для воспроизведения раз­мера единицы спектрального коэффициента диффузного отраже­ния (метод Эрба) в диапазоне длин волн (0, 38-0, 8) мкм. Метод Эрба реализован следующим образом (рис. 12. 24). Внутри интегрирующей сферы диаметром 54 см, покрытой сульфатом бария, располагаются источник света и измеряемый образец. Последний расположен так, что его плоскость совпа­дает с плоскостью диаметрального сечения сферы, а центр — с ее центром. Отражающий экран отделяет образец от источника и защищает его от пря­мой засветки. По диаметру, проходящему через центры образца и источника, проделаны два диаметрально расположенных отверстия. Между источником и отверстием установлен экран, препятствующий прямому выходу излучения. Излучение источника равномерно освещает полусферу, находящуюся с его стороны, а та переотражает излучение на полусферу, освещающую образец. Спектрометр с системой апертурных диафрагм регистрирует излучение от образца при отражении на него поверхности образца и излучение со стенки полусферы, обращенной к источнику излучения. Для этого производится поворот сферы на 180° вокруг ее оси. Стенка наблюдается под несколькими (шестью) углами за счет поворота всей сферы вокруг оси, проходящей через ее выходное отверстие.

 

4. Состав набора эталонных мер единиц спектральных коэффи­циентов направленного пропускания, диффузного и зеркального отражений. Набор эталонных мер единиц спектральных коэффициентов направленного пропускания в диапазоне длин волн 0, 4-0, 8 мкм состоит из 6 плоскопараллельных пластин размером (39 х 3) мм, изготовленных из оптического нейтрального стекла:

· эталонная мера толщиной 2, 39 мм, изготовленная из оптического ней­трального стекла марки К-8;

· эталонная мера толщиной 1, 26 мм, изготовленная из оптического ней­трального стекла марки НС-7;

· эталонная мера толщиной 2, 59 мм, изготовленная из оптического ней­трального стекла марки НС-8;

· эталонная мера толщиной 3, 18 мм, изготовленная из оптического ней­трального стекла марки НС-9;

· эталонная мера толщиной 4, 96 мм, изготовленная из оптического ней­трального стекла марки НС-9;

· эталонная мера толщиной 6, 21 мм, изготовленная из оптического ней­трального стекла марки НС-9.

Неплоскопараллельность эталонных мер не превышает 0, 005 мм; от­ступление от плоскопараллельности составляет от 2 до

 

5 интерференционных полос. Марки стекол соответствуют ГОСТ 15130-69 и ГОСТ 9411-75.

Набор эталонных мер единиц спектральных коэффициентов направлен­ного пропускания в диапазоне длин волн 0, 2-2, 5 мкм состоит из 7 пластин диаметром 38 мм, изготовленных из кварцевого стекла с полупрозрачным металлическим (платина) покрытием.

Набор эталонных мер спектральных коэффициентов направленного про­пускания в диапазоне длин волн 2, 5-20, 0 мкм состоит из 7 секторных дисков диаметром 200 мм.

Набор эталонных мер единиц спектральных коэффициентов диффузного отражения в диапазоне длин волн 0, 4-0, 8 мкм состоит из 6 пластин каждая с полированной и матовой поверхностями, диаметром 60 мм, изготовленных из молочного и опаловых стекол.

Набор эталонных мер единиц спектральных коэффициентов диффузного отражения в диапазоне длин волн 0, 2-2, 5 мкм состоит из 7 пластин диаметром 60 мм, изготовленных из политетрафторэтилена.

Набор эталонных мер единиц спектральных коэффициентов зеркального отражения состоит из трех образцов Rh, Cr, Ru диаметром 30 мм. С целью оперативного контроля шкал длин волн спектрофотометрических установок, входящих в состав государственного первичного эталона, набор эталонных мер дополняется твердотельными тонкоструктурными абсорбционными све­тофильтрами: ТАС-1, разработанными в НИФХИ им. Л. Н. Карпова, и ЭМН, разработанными в ГОИ им. СИ. Вавилова.

 

5. Воспроизведение размеров единиц государственным первич­ным эталоном. Как отмечалось ранее, спектральный коэффициент направ­ленного пропускания образца определяется отношением потока излучения, при заданной длине волны, прошедшего без рассеяния через образец, к потоку излучения, падающему на образец при той же длине волны. Воспроизведе­ние его единицы состоит в измерении на спектрофотометрической установке рис. 12. 22 потока излучения при заданной длине волны, прошедшего без рас­сеяния через образец; потока излучения, при той же длине волны, падающего на образец, с последующей обработкой результатов на ЭВМ.

Воспроизведение единицы СКДО в спектральной области 0, 2-2, 5 мкм осуществляется методом Тэйлора. При этом коэффициент отражения равен

Где — сигнал фотоприемника, с учетом темнового тока в момент времени, когда излучение падает на измеряемый образец;  — сигнал фотоприемника, с учетом темнового тока в момент времени, когда излучение падает на стенку сферы;  ~ поправка, учитывающая угловую чувствительность фотоприемни­ка;  — поправка, учитывающая потери на отверстиях сферы; μ — поправка, учитывающая потери на торцах отверстия, предназначенного для установки образца.

Воспроизведение единицы СПДО в спектральной области 0, 38-0, 8 мкм осуществляется независимо на установке методом Эрба. При этом коэффици­ент отражения равен

где  — сигнал, соответствующий измерению яркости измеряемого образ­ца;  — сигнал, соответствующий измерению яркости участка поверхности полусферы, освещающего образец под углом  к нормали;  — поправка, учитывающая потери на технологических отверстиях сферы.

Спектральный коэффициент зеркального отражения образца определя­ется отношением зеркально отраженного от образца потока излучения при заданной длине волны к потоку излучения, падающему на образец, при той же длине волны и известной поляризации потока излучения.

Государственный первичный эталон обеспечивает воспроизведение единиц со средними квадратическими отклонениями результатов измерений, при 25 независимых наблюдениях, указанными в табл. 12. 2, и неисключенными си­стематическими погрешностями Θ, приведенным в этой же таблице.

 

Таблица 12. 2. Средние квадратические отклонения и неисключенные систематические погрешности воспроизведения единиц спектральных коэффициентов

Наименование воспроизводимой единицы	Диапазон значений	Диапазон длин волн, мкм	S	Θ
Спектральный коэффици­ент направленного пропус­кания	0, 01-0, 95	0, 4-0, 9 0, 2-0, 4 2, 0-20, 0 0, 9-2, 0	2·10~4 5·10~4 5·10~4 2·10~4	5■ 10~4 1■ Ι Ο " 8 1■ Ι Ο " 3 1■ Ι Ο " 3
Спектральный коэффици­ент диффузного отражения: (метод Эрба) (метод Тейлора)	0, 85-1, 0 0, 02-1, 00	0, 38-0, 8 0, 2-2, 5	2·Ι Ο " 3 2 10~3	2·10~3 5·10~3
Спектральный коэффици­ент зеркального отражения	0, 05-0, 95 0, 01-0, 05	0, 2-2, 5 0, 2-2, 5	5-10~4 5 · Ι Ο " 4	3·10~3 0, 5 · 10-3-10-3

 

⇐ Предыдущая42434445464748495051Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: