· УДК 621.375.626.083:006.354 Группа Т35. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР. ЛАЗЕРЫ. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ

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

Электротехническая библиотека Elec.ru


Elec.ru

https://www.elec.ru

УДК 621.375.626.083:006.354 Группа Т35

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.

411111

■1I■1

14 2

и 14

1 — исследуемый лазер; 2 — оптическая система; 3 — средство изм-ерений; 4—средство юстировки

Издание официальное ★

Перепечатка воспрещена

© Издательство стандартов, 1983



Стр. 2 ГОСТ 25786—83

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.



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.



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.



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



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.

3.2.3. Обработка результатов. Показатели точности3.2.3.1. Полученную на диаграммной ленте зависимость напря

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.



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.

3.3.2.3. Устанавливают нулевое показание измерителя нестабильности напряжения.

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. ОбрабФтка результатов. Показатели точности2*



Стр. 8 ГОСТ 25786—83

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.



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.



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



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:

молочные стекла, окись бария, сульфат бария, матированные поверхности металлов 1ОО 0,35—11,0

Механические прерыватели До 103 Оптическийдиапазон

Таблица 4

Самопишущие приборы

Наименование, тип Технические и метрологические характеристики

Прибор лабораторный компенсационный самопишущий ЛКС4—003

Класс точности — 0,5.Основная погрешность при дискретном подав

лении нуля, ± (0,6-f-l,0), %.Время прохождения указателем всей шкалы —

не более 0,5 с; номинальная скорость продвижения диаграммной ленты 180—24000 мм/ч; погрешность измерения скорости продвижения ленты — не более 1 %.

Самописец Н39 Основная погрешность: по постоянному току 1,5%; по переменному току 2,5%.

Диапазон измерений 0,005—500 А; 5—500 В. Скорость движения ленты 20—5400 мм/ч

Основные параметры измерителя относительной нестабильностинапряжения В2—35:

диапазон измерения напряжения 0—103В, относительной нестабильности напряжения ± (10~2-т-10) % ;



Стр. 12 ГОСТ 25786—83

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



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

1 изл

бпргм раин —предельное значение частной погрешности, имеющей равномерное распределение (бпред равн = бОПт = ±7%) ; стп — среднее квадратическое откло

нение погрешности, имеющей нормальное распределение

1,94

_ V324+ 1002,3

Следовательно, изл 1,73>^49+324+100 «±23%

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



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)



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)



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)



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

'sp =± Ksp

dS,V dS i Рmax Ь

дР< К +dS. min

max *-»р Jxp

(^тахЧ-* ^min) { Р max'

д Р min

Р min)

>Р КР

2 Р min

(^тах^min)2^ Р max

д Sp — (^тах “b ^Vnin ) (^тах ^tnin)(^тах "f“ ^min)2

2 T'Vnax

(17)

(18)

(19)дЯт1п (Р max ~Ь Р min)2 (Р max *4“ Ртт)*

Подставляя формулы (18), (19), (15), значение Кр и (5) стандарта в (17),получим

б5Р

1,96 14,7- 2 Pmzx'Pmin

I.83-(^ax-^min)^ min

Р maxр2''min

(20)

П р и м е рПусть гг = 10, измеренные значения Р г (В т ) равны 0,7, 0,8, 1,1, 0,9, 1,2,

1,4; 1,5; 0,7; 1,0; 1,3ю _ _Тогда 2 Р г —П'Р=* 10,6; Р=1,06, 2(Рг)2 —12; относительная нестабильность

i -1мощности, вычисленная по формуле (4) стандарта 5р=0,29

Погрешность измерения нестабильности мощности, вычисленная по формуле (16) настоящего приложения, равна

15,7(0,49-10,6 —0,7-12) а + (0,64-10,6 — 0,8 • 12)а +

р ~~ 10-9 0,29 1,0-63

+ (1,21-10,6 — 1,1-12)* + (0,81-10,6 —0,9-12)*+ (1,44-10,6—1,2-12)* +

+ (1,96-10,6 —1,4-12)2+ (2,26-10,6—10,6—1,5-12)*+ (0,49-10,6 — 0,7-12)а+

+ (1,0-10,6—1,0-12)3+(1,69-10,6 — 1,3-12)2 =± 1596 ; Вр=± 15%.

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



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)



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)



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.



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



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)



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

^тах ^т!пР /и£^(Итах+1)+от#оО<тт+1> ~~ *max+*min+2

Подставляя формулу (10) в формулу (12), получают

Ртах Pmln

Ртах*"ЬРт1пЧ“1

02)

03)



Редактор Е. И. Глаэкова Технический редактор Н П. Замолодчикова

Корректор В. М. Черная

Сдано в наб 01 06 83 Подп в печ 11 10 83 1,5 п л 1,52 уч-изд л Тир 6000 Цена 10 кон.

Ордена «Знак Почета* Издательство стандартов, 123840, Москва, ГСП, Новопресненский пер,, 3 Тип. «Московский печатник» Москва, Лялин пер, 6 Зак 623


Электротехническая библиотека Elec.ruElec.ru

https://www.elec.ru

Documents

· УДК 621.375.626.083:006.354 Группа Т35. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР. ЛАЗЕРЫ. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ