1. Принципы построения эталонов в фотометрии
Государственный первичный эталон (ГПЭ)
При измерении световых величин используются световые эталоны. Эталон единицы –это средство измерений (или) комплекс средств измерений, обеспечивающее воспроизведение и (или) хранение единицы с целью передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений, выполненное по особой спецификации и официально утвержденное в установленном порядке в качестве эталона.
Эталон, способствующий воспроизведению единицы с наивысшей (по сравнению с другими эталонами той же единицы) точностью, называется Государственным первичным эталоном (ГПЭ).
Эталонные лампы бывают:
а) самостоятельные, исходные;
б) разрядные:
- 0 разряда;
- 1 разряда;
Государственная поверочная схема
Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 26 сентября 2003 года № 269-ст принят межгосударственный стандарт ГОСТ 8.023-2003 «Государственная поверочная схема для средств измерений световых величин непрерывного и импульсного излучений, который введен в действие с 1 мая 2004 года.
Во главе эталонного хозяйства стоит государственный первичный эталон – хранитель единицы силы света (в диапазоне от 35 до 500 кд) и светового потока (от 500 до 1500 лм).
Δ – погрешность, причем Δ1<Δ2
Блок-схема государственного первичного эталона (ГПЭ)
1
1. Модель абсолютно черного тела, представляет собой высокотемпературную широкоапертурную модель черного тела в виде двух трубок (А – внутренняя, В – внешняя), изготовленные из карбида ниобия, которые разогреваются токами высокой частоты. Свечение стенок внутренней трубки и есть модель абсолютно черного тела при Тцв=2700 К.
2. Камера модели абсолютно черного тела.
3. Датчик системы управления.
4. Система автоматического управления.
5. Апертурная диафрагма.
6. Камера апертурной диафрагмы.
7. Первичный преобразователь (радиометр).
8. Камера радиометра.
9. Система зеркал.
10. Спектрофотометр.
11. ЭВМ.
В качестве рабочего эталона используются лампы с вольфрамовым телом накала, причем каждый номинал включает в себя 18 ламп. Лампы могут быть газополные либо вакуумные.
2. Светоизмерительные лампы сис и сип и правила их применения
В качестве мер в фотометрии используются измерительные лампы. В видимой области спектра таковыми являются светоизмерительные лампы светового потока (СИП) и силы света (СИС).
В УФ области спектра мерой могут быть дуговые и ртутные трубчатые спектральные лампы высокого давления типа ДРТС и дуговые бактерицидные лампы низкого давления типа ДРБ.
Для светоизмерительных ламп светового потока расположение светящейся нити не имеет существенного значения. Пустотные лампы имеют расположение нити по поверхности цилиндра. Газополные лампы имеют винтовую нить.
У светоизмерительных ламп силы света располагают нить в одной плоскости. Такое расположение имеет преимущества: облегчается точная повторная установка лампы на рабочее место; однозначное значение расстояния от тела накала до испытательной поверхности.
Для лампы СИП форма колбы не имеет существенного значения, чаще грушеобразная колба.
Колба лампы СИС имеет определенную форму, задняя стенка колбы имеет такой наклон, чтобы в направлении испытательной пластины не было вторичного отражения лучей.
АВ – нить; GH - щиток; ED – испытательная пластинка.
Светоизмерительные лампы СИС используются со щитком, который ставится спереди лампы, чтобы преградить путь к испытательной пластинке для света, отражаемого теми частями колбы, которые находятся в стороне от прямых лучей светящейся нити.
Щиток должен быть черного цвета. При измерениях избегают перемещений ламп с места на место и прикосновении к ним
После некоторого времени горения светоизмерительные лампы должны быть заново поверены. Порядок и срок поверки устанавливается после такого времени горения, когда ожидается потеря светового потока Ф или силы света I на 0,2 %.
,
где с индексом 0 принимаются номинальные параметры.
Срок службы светоизмерительных ламп 200-350 часов, с целью получения стабильных параметров их предварительно обжигают в течении 10-25% времени от срока службы, чтобы сэкономить время их отжигают при повышенном на 10% напряжении, в течении 50 часов. Перед отжигом лампа проходит визуальный контроль на наличие пузырьков, наплывов, проверяется монтаж тела накала. После отжига проводится повторная выбраковка, при этом лампу рассматривают на фоне хорошо освещенного белого материала. На колбе не должно быть сильного распыления вольфрама. До отжига тело накала имело черный глянцевый цвет, а после отжига оно должно быть матовым. У отожженной лампы должны быть устойчивые параметры у газополной 0,5-1,5%, а у вакуумной 0,2-0,5%.
В процессе эксплуатации лампы протираются спиртом, а при измерениях обдуваются сжатым воздухом.