ГСОЕИ. Средства измерений коэффициентов зеркального и диффузионного отражения в диапазоне вакуумного ультрафиолетового излучения. Методика поверки

Содержание статьи:

Р 50.2.016-2001

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО МЕТРОЛОГИИ

Государственная система обеспечения
единства измерений

СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ КОЭФФИЦИЕНТОВ
ЗЕРКАЛЬНОГО И ДИФФУЗНОГО ОТРАЖЕНИЯ
В ДИАПАЗОНЕ ВАКУУМНОГО УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Методика поверки

ГОССТАНДАРТ РОССИИ

Москва

Предисловие

1 РАЗРАБОТАНЫ Техническим комитетом по стандартизации ТК 386 «Основныенормы и правила по обеспечению единства измерений в области ультрафиолетовойспектрорадиометрии», Федеральным государственным унитарным предприятием«Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений»(ФГУП ВНИИОФИ) Госстандарта России

ВНЕСЕНЫ Техническим комитетом по стандартизации ТК 386 «Основные нормыи правила по обеспечению единства измерений в области ультрафиолетовойспектрорадиометрии»

2 ПРИНЯТЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 30ноября 2001 г. № 510-ст

3 Настоящие рекомендации соответствуют рекомендациям Международнойкомиссии по освещению (МКО) №53 «Методы определения характеристик радиометров и фотометров» (CIE № 53 Methods of characterizing the performance of radiometers andphotometers. — 1982)

4 ВВЕДЕНЫ ВПЕРВЫЕ

СОДЕРЖАНИЕ

Р 50.2.016-2001

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО МЕТРОЛОГИИ

Дата введения 2002-10-01

1 Область применения

Настоящие рекомендациираспространяются на средства измерений коэффициентов зеркального и диффузногоотражения в диапазоне вакуумного ультрафиолетового (ВУФ) излучения — ВУФрефлектометры. Измерения коэффициентов зеркального и диффузного отражения вспектральном диапазоне ВУФ излучения проводят для определения оптическихконстант материалов и тонких пленок, коэффициентов отражения зеркал иэффективности дифракционных решеток, а также при контроле технологическихпроцессов в микроэлектронике.

Настоящие рекомендациираспространяются на ВУФ рефлектометры в диапазоне измеряемых значенийкоэффициентов зеркального и диффузного отражения от 0,01 до 0,99. При этомкоэффициент зеркального отражения измеряют в диапазоне длин волн 0,03-0,20 мкм,а коэффициент диффузного отражения — в диапазоне длин волн 0,12-0,20 мкм.

В качестве источниковнепрерывного ВУФ излучения используют водородные и дейтериевые капиллярныелампы.

В качестве источниковимпульсного ВУФ излучения используют открытые излучатели на основе капиллярногоразряда с испаряющейся стенкой или плазменного фокуса. В качестве приемниковВУФ излучения используют фотоэлементы и фотоумножители с катодами CsI, RbTe, атакже фотодиоды, фотосцинтилляционные преобразователи, вторичные электронныеумножители и канальные электронные умножители. Настоящие рекомендациираспространяются на методы и средства поверки ВУФ рефлектометров.

Межповерочный интервал дляВУФ рефлектометров — один год.

2 Нормативные ссылки

В настоящих рекомендацияхиспользованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 8.207-76Государственная система обеспечения единства измерений. Прямые измерения смногократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основныеположения

ГОСТ 8.552-86Государственная система обеспечения единства измерений. Государственнаяповерочная схема для средств измерений потока излучения и энергетическойосвещенности в диапазоне длин волн 0,03-0,4 мкм

ПР 50.2.006-94 Порядокпроведения поверки средств измерений

ПР 50.2.012-94 Порядокаттестации поверителей средств измерений

3 Операции и средства поверки

3.1 Методика поверки ВУФрефлектометров в соответствии с требованиями ПР 50.2.006 включает в себяследующие операции:

— внешний осмотр;

— опробование;

— определение метрологическиххарактеристик ВУФ рефлектометров;

— обработку результатовизмерений.

3.2 При проведении поверкиВУФ рефлектометров применяют средства поверки, указанные в таблице 1.

Таблица 1

4 Требования к квалификации поверителей

К поверке ВУФ рефлектометровдопускают лиц, освоивших работу с рефлектометрами, используемой установкой,изучивших настоящие рекомендации и прошедших аттестацию в соответствии с ПР50.2.012.

5 Требования безопасности

При проведении поверки ВУФрефлектометров необходимо соблюдение правил электробезопасности [1].Измерения могут выполнять два оператора, аттестованных по группеэлектробезопасности не ниже III, прошедшие инструктаж на рабочем месте побезопасности труда при эксплуатации электрических установок. При работе систочниками ультрафиолетового (УФ) излучения необходимо использовать средствазащиты персонала от УФ излучения — защитные очки в соответствии с требованиями[2].

6 Условия поверки и подготовка к ней

6.1 При проведении поверкиВУФ рефлектометров соблюдают следующие условия:

— температура окружающеговоздуха, °С    20 ± 5

— относительная влажностьвоздуха, %       65 ± 15

— атмосферное давление, кПа                       84 — 104

— напряжение питающей сети,В                  220 ± 4

— частота питающей сети, Гц.                      50 ± 1.

6.2 При подготовке к поверкеВУФ рефлектометров необходимо включить все приборы в соответствии с ихинструкциями по эксплуатации.

7 Проведение поверки

7.1 Внешний осмотр

При внешнем осмотре должныбыть установлены:

— соответствие комплектностиВУФ рефлектометров паспортным данным;

— отсутствие механическихповреждений блоков ВУФ рефлектометров;

— сохранность соединительныхкабелей и сетевых разъемов;

— четкость надписей напанели блоков ВУФ рефлектометров;

— наличие маркировки (тип изаводской номер ВУФ рефлектометра);

— отсутствие сколов, царапини загрязнений на оптических деталях ВУФ рефлектометра.

7.2 Опробование

При опробовании должно бытьустановлено наличие сигнала фотоприемника ВУФ рефлектометра:

— при установке его вположение для измерения прямого пучка при включенном источнике ВУФ излучения;

— при установке диффузноотражающего образца при включенном источнике ВУФ излучения.

7.3 Определениеметрологических характеристик ВУФ рефлектометров

7.3.1 Определение основнойотносительной погрешности ВУФ рефлектометров для измерения коэффициента зеркального отражения

При измерении коэффициентазеркального отражения в ВУФ рефлектометр устанавливают плоское зеркало сзолотым покрытием. На монохроматоре ВУФ рефлектометра устанавливают длину волны0,03 мкм, соответствующую наименьшей длине волны рабочего диапазонарефлектометра, и угол падения излучения на зеркало φ = 45°.

Фотоприемник ВУФрефлектометра поочередно устанавливают в положение для измерения интенсивностипрямого и зеркально отраженного пучков излучения, регистрируют сигналыфотоприемника для прямого пучка I(λ) в вольтах изеркально отраженного пучка Ir(λ) в вольтах (приложение А). Затем на входефотоприемника устанавливают светофильтр и регистрируют показания приемника дляпрямого пучка J(λ) в вольтах и зеркально отраженного пучка Jr(λ) в вольтах, соответствующие излучению вмонохроматоре ВУФ рефлектометра. В качестве светофильтров используют: длядиапазона длин волн 0,03 — 0,11 мкм — фильтр из стекла MgF2 толщиной 1,5 мм; длядиапазона длин волн 0,11 — 0,16 мкм — фильтр из кварцевого стекла КУ-1 толщиной1 мм; для диапазона длин волн 0,16 — 0,20 мкм — фильтр из увиолевого стеклаУТ-49 толщиной 1 мм. Измерения выполняют 5 раз.

Результат i-гоизмерения коэффициента зеркального отражения ρri(λ)рассчитывают по формуле

ρri(λ) = [Iri(λ)— Jri(λ)]/[Ii(λ) — Ji(λ)].                                      (1)

Вычисляют среднее арифметическое значение (λ). Оценку относительного среднего квадратическогоотклонения (СКО) So, %, результатов пнезависимых измерений определяют по формуле

.                                          (2)

Определение  и So повторяют для длин волн λ в пределах рабочегоспектрального диапазона рефлектометра с шагом 30 нм. При значении  не менее 0,01значение СКО So не должно превышать 3% — в диапазоне длинволн 0,12 — 0,20 мкм и 4% — в диапазоне длин волн 0,03- 0,12 мкм.

Определение коэффициента линейности ВУФ рефлектометра для измерениязеркального отражения проводят на установке в составе РЭ ПИ и ЭО по ГОСТ 8.552с использованием двух источников ВУФ излучения — водородных ламп типа ВМФ-25(проточных капиллярных ламп типов LVL-01, КРИС). Регистрируютпоказания фотоприемника ВУФ рефлектометра отдельно от каждого из двухисточников излучения I1 и I2 и суммарное показание IΣ в вольтах от двух источников ВУФ излучения.Суммарное показание IΣ фотоприемника должно соответствовать верхнему пределу диапазонаизмерения коэффициента зеркального отражения ВУФ рефлектометра. Измеренияпроводят 5 раз с использованием экранирующих заслонок и рассчитываюткоэффициент линейности G в относительных единицахдля каждого измерения по формуле

G= IΣ/ I1 + I2).                                                         (3)

Определяют среднее арифметическое значение G коэффициенталинейности ВУФ рефлектометра; СКО Soпо формуле (2).Рассчитывают систематическую погрешность ВУФ рефлектометра Θo,% по формуле

Θo = (- 1).                                                      (4)

Затем поток излучения лампослабляют с помощью нейтральных ослабителей таким образом, чтобы показания I1 и I2 уменьшились в 5 раз, и определяюти Θo.Измерения повторяют до достижения уровня коэффициентов зеркального отражения≤0,01. Значения Θo не должны превышать 6 % вдиапазоне длин волн 0,12 — 0,20 мкм, 9 % — в диапазоне длин волн0,03 — 0,12 мкм.

7.3.2Определение основной погрешности вуф рефлектометровдля измерения коэффициентадиффузного отражения.

При измерении коэффициентадиффузного отражения в ВУФ рефлектометр устанавливают плоский диффузноотражающий образец из вольфрама. На длине волны 0,12 мкм регистрируют сигналыфотоприемника ВУФ рефлектометра для падающего излучения I’(λ) ввольтах и рассеянного излучения J‘(λ) в вольтах аналогично 7.3.1.Затем регистрируют показания фотоприемника, соответствующие диффузноотраженному излучению I‘d(λ,φ)в вольтах и рассеянному излучению J‘d(λ,φ)в вольтах (приложение А). Приэтом фотоприемник последовательно устанавливают в положения, соответствующиезначениям угла φi, от φminдо φmax с шагом 5°.

Значение коэффициентадиффузного отражения ρd(λ) относительныхединицах определяют по формуле

                                       (5)

где q -.безразмерный коэффициент,указанный в паспорте на ВУФ рефлектометр;

т — число градаций по углуφ.

Определяют среднееарифметическое значение коэффициента диффузного отражения (λ) и СКО результатов измерений So по формуле (2).

Определение ρd(λ) и So повторяют с шагом 20 нм в пределах рабочегоспектрального диапазона ВУФ рефлектометра. Значение СКО So не должно превышать 4% в диапазоне длин волн 0,12 -0,20 мкм.

Определение коэффициенталинейности фотоприемника ВУФ рефлектометра для измерения коэффициентадиффузного отражения проводят на установке в составе РЭ ПИ и ЭО по ГОСТ 8.552аналогично 7.3.1.Значение систематической погрешности Θо, рассчитанное по формуле (4),не должно превышать 9 % в диапазоне длин волн 0,12-0,20 мкм.

7.4 Обработка результатовповерки ВУФ рефлектометров

Обработку результатовповерки ВУФ рефлектометров проводят в соответствии с ГОСТ 8.207.

7.4.1 Предел допускаемойосновной относительной погрешности Δo рассчитывают по формуле

Δo= ,                                              (6)

где К — коэффициент, определяемыйсоотношением случайной и неисключенной систематической погрешностей:

,                                                 (7)

t — коэффициент Стьюдента (t =2,78).

7.4.2 Результаты поверки ВУФрефлектометров для измерения коэффициентов зеркального отражения считаютположительными, если предел допускаемой основной относительной погрешности непревышает 10 % в диапазоне длин волн 0,12 — 0,20 мкм и 15 % — в диапазоне длинволн 0,03-0,12 мкм.

7.4.3 Результаты поверки ВУФрефлектометров для измерения коэффициентов диффузного отражения считаютположительными, если предел допускаемой основной относительной погрешности непревышает 15 % в диапазоне длин волн 0,12 — 0,20 мкм.

8 Оформление результатов поверки

8.1 При положительныхрезультатах поверки оформляют свидетельство о государственной поверке всоответствии с ПР 50.2.006, и ВУФ рефлектометр допускают к применению вкачестве средства измерений коэффициентов зеркального и диффузного отражения всоответствии с настоящими рекомендациями.

8.2 При отрицательныхрезультатах поверки свидетельство о предыдущей поверке аннулируют и выдаютизвещение о непригодности с указанием причин в соответствии с ПР 50.2.006.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(обязательное)

Определениекоэффициентов зеркального и диффузного отражения

Коэффициент зеркальногоотражения плоского зеркала для параллельного пучка излучения, падающего подуглом φ к нормали ρr(λ,φ) вотносительных единицах на длине волны λ рассчитывают по формуле

ρк (λ,φ) = Pr(λ,φ)/Pφ(λ),                                                (A.1)

где Pr(λ,φ) — поток излучения на длиневолны λ, отраженный под углом φ к нормали, Вт;

Рφ(λ) — поток излучения на длине волны λ, падающий на зеркалопод углом φ к нормали, Вт.

Коэффициент диффузногоотражения ρd(λ) в относительных единицах определяют вобщем виде по формуле

,                                            (A.2)

где  — яркость рассеянного приотражении излучения, которая интегрируется в пределах телесного угла Ω =2π и по площади А, Вт/(м² · ср);

А — площадь области образца,освещаемой падающим излучением, м²;

Ро(λ) — поток падающегона образец под углом φ = 0 параллельного пучка излучения при длине волныλ, Вт.

При определении коэффициентадиффузного отражения измеряют угловую зависимость освещенности отраженногоизлучения E(φ) в ваттах на квадратный метр в пределах углаφ от 0 до 85° с шагом 5°. Коэффициент диффузного отражения при этомопределяют по формуле

,                                         (A.3)

где R—расстояние от области образца, освещаемой падающим излучением, до фотоприемникарефлектометра, м;

т — число градаций по углуφ.

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

(справочное)

Библиография

[1] Правила технической эксплуатацииэлектроустановок потребителей. — 1986

[2] СанПиН 4557-88 Санитарные нормы ультрафиолетового излучения впроизводственных помещениях. М., 1988

Ключевые слова: средстваизмерений, вакуумное ультрафиолетовое излучение, рефлектометр, коэффициентдиффузного отражения, коэффициент зеркального отражения

Поиск по каталогу, статьям, СНиПам:

Кроме быстрого и качественного ремонта труб отопления, оказываем профессиональный монтаж систем отопления под ключ. На нашей странице по тематике отопления > https://resant.ru/otoplenie-doma.html < можно посмотреть и ознакомиться с примерами наших работ. Но более точно, по стоимости работ и оборудования лучше уточнить у инженера.

Для связи используйте контактный телефон ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ 8(495) 744-67-74, на который можно звонить круглосуточно.