ГОСТ Р 8.863-2013 Государственная система обеспечения единства измерений. Средства измерений потока излучения и энергетической освещенности в диапазоне длин волн 10 - 30 нм. Методика поверки

ГОСТ Р 8.863-2013

Группа Т84.10

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственная система обеспечения единства измерений

Средства измерений потока излучения и энергетической освещенности в диапазоне длин волн 10-30 нм

Методика поверки

State system for ensuring the uniformity of measurements. Insruments for measurement power and irradiance in the wavelength range from 10 to 30 nm. Verification procedure

ОКС 17.020

Дата введения 2015-01-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений" (ФГУП "ВНИИОФИ")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетот по стандартизации ТК 386 "Основные нормы и правила по обеспечению единства измерений в области ультрафиолетовой спектрорадиометрии"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 ноября 2013 г. N 2110-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

5 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Март 2019 г.

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на средства измерений характеристик экстремального ультрафиолетового (далее - ЭУФ) излучения - радиометры ЭУФ-излучения, используемые для измерений потока излучения (далее - ПИ) и энергетической освещенности (далее - ЭО) в диапазоне длин волн 10-30 нм, и устанавливает методику их поверки.

Радиометры ЭУФ-излучения обеспечивают в диапазоне длин волн 10-30 нм измерения потока излучения в динамическом диапазоне, нижняя граница которого составляет не более 10 Вт, верхняя - не менее 2·10, Вт и энергетической освещенности в динамическом диапазоне, нижняя граница которого составляет не более 0,01 Вт/м, верхняя - не менее 20 Вт/м.

Межповерочный интервал - один год.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.552 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений потока излучения и энергетической освещенности в диапазоне длин волн от 0,03 до 0,40 мкм

ГОСТ Р 8.736 Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Операции поверки

При проведении поверки выполняют операции, указанные в таблице 1.

Таблица 1

4 Средства поверки

При проведении поверки применяются средства, представленные в таблице 2.

Таблица 2

5 Требования к квалификации поверителей

Поверку должны проводить лица, аттестованные в качестве поверителей, освоившие работу с радиометрами и используемыми средствами поверки, изучившие настоящую методику и эксплуатационную документацию на средства поверки и радиометры ЭУФ-излучения.

6 Требования безопасности

При поверке радиометров ЭУФ-излучения соблюдают правила электробезопасности. Измерения должны проводить два оператора, аттестованные по группе электробезопасности не ниже III, прошедшие инструктаж на рабочем месте по безопасности труда при эксплуатации электрических установок.

7 Условия поверки

При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия:

8 Подготовка и проведение поверки

8.1 Внешний осмотр

При внешнем осмотре должно быть установлено:

- соответствие комплектности радиометров ЭУФ-излучения паспортным данным;

- отсутствие механических повреждений блоков радиометров ЭУФ-излучения, сохранность соединительных кабелей и сетевых разъемов;

- четкость надписей на панели радиометров ЭУФ-излучения;

- наличие маркировки (тип и заводской номер радиометров ЭУФ-излучения);

- отсутствие сколов, царапин и загрязнений на оптических деталях радиометров ЭУФ-излучения.

8.2 Опробование

При опробовании должно быть установлено:

- наличие показаний радиометра при освещении ЭУФ-излучением;

- правильное функционирование переключателей пределов измерений, режимов работы радиометров.

8.3 Определение метрологических характеристик

8.3.1 Определение погрешности спектральной коррекции чувствительности

Погрешность спектральной коррекции чувствительности ЭУФ-радиометра, вызванную неидеальной спектральной коррекцией чувствительности, определяют по результатам измерений отклонений относительной спектральной чувствительности (далее - ОСЧ) поверяемого ЭУФ-радиометра от стандартной, равной 1 в пределах рабочего спектрального диапазона 10-30 нм и 0 вне рабочего диапазона. ОСЧ поверяемого ЭУФ-радиометра сравнивают с известной спектральной чувствительностью эталонного приемника ЭУФ-излучения, поверенного в ранге рабочего эталона (далее - РЭ) по ГОСТ 8.552 в диапазоне длин волн от 10 до 30 нм. Измерения относительной спектральной чувствительности поверяемого ЭУФ-радиометра проводят с использованием источника синхротронного излучения, монохроматоров скользящего падения, комплекта многослойных фильтров, фотоприемников типов AXUV, поверенных в ранге РЭ ПИ и ЭО ГОСТ 8.552. При определении погрешности измерений ОСЧ в диапазоне длин волн от 10 до 30 нм эталонный приемник излучения и поверяемый ЭУФ-радиометр поочередно устанавливают за выходной щелью монохроматора таким образом, чтобы поток монохроматического излучения проходил в апертурную диафрагму. Показания эталонного приемника излучения и поверяемого ЭУФ-радиометра регистрируют поочередно пять раз на каждой длине волны с шагом 1 нм в диапазоне 10-30 нм. Затем за выходной щелью монохроматора устанавливают светофильтр и регистрируют показания эталонного приемника излучения и поверяемого ЭУФ-радиометра , соответствующие рассеянному излучению в монохроматоре. Результат -го измерения ОСЧ поверяемого ЭУФ-радиометра рассчитывают по известным значениям ОСЧ эталонного приемника излучения и отношению значений измеренных сигналов по формуле

. (1)

Для каждой длины волны определяют среднее значение ОСЧ . Оценку относительного СКО результатов измерений для независимых измерений определяют по формуле

. (2)

Границу относительной неисключенной систематической погрешности результата измерений ОСЧ определяют погрешностью РЭ ПИ и ЭО по ГОСТ 8.552 (из свидетельства о поверке).

Относительное суммарное СКО результатов измерения ОСЧ определяют по формуле

. (3)

Значение относительного суммарного СКО результатов измерений ОСЧ поверяемого ЭУФ-радиометра в диапазоне длин волн от 10 до 30 нм не должно превышать 5%.

Погрешность спектральной коррекции поверяемого ЭУФ-радиометра , в процентах, вызванную отклонением относительной спектральной чувствительности от стандартной , определяют по формуле

, (4)

где - относительная спектральная плотность энергетической освещенности контрольных источников УФ-излучения;

- относительная спектральная плотность энергетической освещенности стандартного источника УФ-излучения.

Для определения возможности применения поверяемого радиометра ЭУФ-излучения в соответствии с настоящим стандартом установлен перечень контрольных и стандартных источников излучения. Значения и приведены в таблицах 3-7.

Значение погрешности спектральной коррекции поверяемого радиометра УФ-излучения для каждого контрольного источника должно быть не более 8%.

Таблица 3 - Значения , отн. для стандартного источника синхротронного излучения при энергии 450 МэВ и радиусе орбиты 1,0 м

Таблица 4 - Значения , отн. для контрольного источника - лазерной плазмы тип I

Таблица 5 - Значения , отн. для контрольного источника - лазерной плазмы тип II

Таблица 6 - Значения , отн. для контрольного источника - лазерной плазмы тип III

Таблица 7 - Значения , отн. для контрольного источника - лазерной плазмы тип IV

8.3.2 Определение погрешности абсолютной чувствительности радиометров ЭУФ-излучения в диапазоне длин волн 10-30 нм

Определение погрешности абсолютной чувствительности радиометров в диапазоне длин волн 10-30 нм проводят с использованием источника синхротронного излучения. Эталонный и поверяемый радиометры для измерения ЭО (ПИ) поочередно устанавливают на одинаковом расстоянии от излучателя и юстируют по углу для получения изображения излучающей области источника. Показания эталонного радиометра и поверяемого радиометра регистрируют поочередно пять раз. Значение абсолютной чувствительности поверяемого радиометра рассчитывают по формуле

, (5)

где - значение абсолютной чувствительности эталонного радиометра.

Определяют среднеарифметическое значение абсолютной чувствительности поверяемого радиометра, СКО результата измерений с учетом погрешности эталонного радиометра по формулам (1)-(3). Предельная погрешность определения абсолютной чувствительности поверяемого радиометра не должна превышать 8%.

8.3.3 Определение погрешности, обусловленной отклонением коэффициента линейности от единицы. Определение границ диапазонов измерений потока излучения и энергетической освещенности

Измерение коэффициента линейности радиометра ЭУФ-излучения проводят для определения границ диапазона измерений потока излучения и энергетической освещенности. Коэффициент линейности определяют по отклонению значения чувствительности радиометра от постоянного значения в рабочем диапазоне измеряемой величины. Фиксируют ток источника синхротронного излучения, соответствующий нижней границе диапазона измерений ЭО (ПИ), указанной в паспорте поверяемого радиометра и составляющий не более 0,01 Вт/м для ЭО и не более 10 Вт для ПИ. Увеличивают ток источника в два раза и регистрируют показания поверяемого радиометра . Измерения проводят пять раз. Определяют средние значения измеренных сигналов, СКО результатов измерений и рассчитывают коэффициент линейности по формуле

. (6)

Погрешность поверяемого радиометра , вызванную нелинейностью чувствительности радиометра, рассчитывают по формуле

. (7)

При определении границ диапазона измерений ЭО (ПИ) поверяемого радиометра ток излучателя увеличивают таким образом, чтобы значение ЭО (ПИ) увеличилось на один порядок. Измеряют значения сигналов и рассчитывают соответствующее значение погрешности . Измерения повторяют до достижения верхней границы диапазона измерений, указанной в паспорте поверяемого радиометра и составляющей не менее 20 Вт/м для ЭО и не менее 2·10 Вт для ПИ. По результатам измерений определяют границы диапазона измерений ЭО (ПИ) поверяемого радиометра, в пределах которого значение погрешности не превышает 3%.

8.3.4 Определение погрешности угловой коррекции чувствительности

Поверяемый радиометр устанавливают на поворотный столик с микрометрическим винтом таким образом, чтобы обеспечить нормальное падение потока излучения на приемник излучения. Регистрируют показания поверяемого радиометра в зависимости от угла падения потока излучения в пределах от 0° до 85° с шагом 5°. Показания радиометра для угла нормируют на показание радиометра при нормальном падении потока излучения. Рассчитывают угловую зависимость отклонения относительной чувствительности радиометра от функции по формуле:

. (8)

Косинусную погрешность поверяемого радиометра рассчитывают по формуле

. (9)

Значение должно быть не более 3%.

9 Обработка результатов измерений

Обработку результатов измерений характеристик радиометров ЭУФ-излучения и предела допускаемой погрешности радиометра при измерении потока излучения и энергетической освещенности проводят в соответствии с ГОСТ Р 8.736.

9.1 Оценку относительного среднего квадратического отклонения результатов измерений для независимых измерений проводят по формуле (2).

9.2 Границу относительной неисключенной систематической погрешности определяют по формуле

, (10)

где - составляющие неисключенной систематической погрешности:

- погрешность спектральной коррекции;

- погрешность определения абсолютной чувствительности;

- погрешность, обусловленная отклонением коэффициента линейности от единицы;

- погрешность, обусловленная неидеальной коррекцией угловой зависимости чувствительности фотоприемника.

9.3 Предел допускаемой погрешности радиометра рассчитывают по формуле

, (11)

где - коэффициент, определяемый соотношением случайной и неисключенной систематической погрешностей.

Если , то случайной погрешностью по сравнению с систематической пренебрегают и принимают .

9.4 Результаты поверки радиометров ЭУФ-излучения считаются положительными, если предел допускаемой погрешности радиометра ЭУФ-излучения не превышает 10%.

10 Оформление результатов поверки

10.1 При положительных результатах поверки оформляется свидетельство о поверке и радиометр допускают к применению в качестве средства измерений потока излучения и энергетической освещенности ЭУФ-излучения.

10.2 При отрицательных результатах поверки свидетельство аннулируют и выдают извещение о непригодности.

Электронный текст документа

и сверен по:

, 2019