Установка для вимірювання спектральних характеристик чутливості електронно-оптичних приладів
Малюнок 1.
Установка для вимірювання спектральних характеристик чутливості електронно-оптичних приладів створена на базі комплексу КСВУ-23 і призначена для вимірювання спектральних характеристик чутливості електронно-оптичних приладів. Укомплектована еталонними вимірювальними головками. Зовнішній вигляд установки наведено на рисунку 1.

Рисунок 1. Зовнішній вигляд установки для вимірювання спектральних характеристик чутливості електронно-оптичних приладів.

Функціональна схема установки наведена на рисунку 2.

Малюнок 2. Структурна схема установка для вимірювання спектральних характеристик чутливості електронно-оптичних приладів ИДНМ4.011.00.00.
1 – джерело випромінювання;
2 – освітлювач;
3 – монохроматор;
4 – конденсор;
5 – спектрометрична головка;
6 – прецизійний підсилювач ППТН-02;
7 – діалого-обчислювальний комплекс;
8 – програмний пристрій керування;
9 – стабілізатор;
10 – друкуючий пристрій.

Програмне забезпечення, що додається до установки, дозволяє обрати необхідний режим роботи, забезпечує автоматичне управління схемою комутації фотострумів та вихідних сигналів підсилювача, керує роботою приводів механізмів зміни світлофільтрів та сканування, збір та обробку спектральної інформації, її запам’ятовування та вивід в графічному або цифровому вигляді на екран монітора або друкарського пристрою. Оригінальне програмне забезпечення працює в операційній системі Windows 95.
Зміна джерел випромінювання відбувається введенням дзеркала, встановленого на кронштейні освітлювача разом із блоком світлофільтрів.
Для протидії фоновому (розсіяного всередині монохроматора) потоку випромінювання, комплекс КСВУ-23 доукомплектовано ще одним монохроматором МДР-23. Таким чином, одержано подвійний монохроматор.

Метрологічні параметри установки.
Похибка вимірювань відносної спектральної характеристики чутливості фотоприймачів по рівню 0,1 – 0,01 від максимального значення не перевищує ± 20 % з вірогідністю Р = 0,95 і не виходить за межу ± 10 % по рівню 0,1 – 1,0.
Похибка вимірювань коефіцієнта пропускання дорівнює відповідно ± 10 % (по рівню 0,1 – 0,01) та ± 5 % (по рівню 0,1 – 1,0).

Порядок роботи.
Випромінювання із джерела (1) спрямовується за допомогою освітлювача (2) на вхідну щілину монохроматора (3). Монохроматичний потік випромінювання, який виділений вихідною щілиною монохроматора, проходить крізь конденсор (4) і спрямовується на фотоприймач, розташований у спектральній головці (5), фотосигнал з якої подається на вхід прецизійного підсилювача ППТН-02 (6). Підсилений фотосигнал оброблюється, а потім відбивається. Значення параметра або вид спектральної характеристики зразка, що досліджується, виводиться на дисплей діалого-обчислювального комплексу (7). Керування роботою комплексу і первинна обробка інформації, одержаної про спектральну характеристику, відбувається по програмі за допомогою процесорів, які входять у склад програмного пристрою управління спектральним приладом (ППУСП) (8). Стабільність роботи джерела випромінювання забезпечується стабілізатором (9). З програмного пристрою управління спектральним приладом передбачено вихід на друкуючий пристрій (10).
Програма, що прикладена до ППУСП, дозволяє обрати необхідний режим роботи установки, забезпечує автоматичне управління схемою комутації фотострумів та вихідних сигналів підсилювача, керує роботою приводів механізмів зміни світлофільтрів та сканування, збір та обробку спектральної інформації, її запам’ятовування та вивід в графічному або цифровому вигляді на екран монітора або друкарського пристрою. Зміна джерел випромінювання відбувається введенням дзеркала, встановленого на кронштейні освітлювача разом із блоком світлофільтрів. Спектральні характеристики розподілення потоку випромінювання лампами ДДС30 і ОП-33 на виході монохроматора приведені на рисунку 3.


Малюнок 3. Спектральні характеристики розподілення потоку випромінювання лампами ДДС30 і ОП-33 на виході монохроматора. 1 - лампа ДДС30; 2 – лампа ОП-33.

Величини потоків у спектральних діапазонах 200 - 220 нм та 450 - 500 нм не перевищують 10 % від потоку в максимальному розподіленні, тому похибки вимірювань спектральних характеристик чутливості фотоприймачів або коефіцієнтів пропускання світлофільтрів (τλ), що досліджуються, зростає у 2 - 5 рази у порівнянні з похибкою в спектральному діапазоні 250 - 450 нм.
Фотоприймачі, які входять до складу промислового комплексу спектрального КСВУ-23, не задовольняли вимогам до еталонних засобів вимірювання в діапазоні вимірювань, що досліджувався. Тому була розроблена, виготовлена та відкалібрована по відносній та абсолютній чутливості в спектральному діапазоні від 200 до 1100 нм спектральна радіометрична головка на основі прецизійного фотодіоду типу ФД-228В.
Відносна спектральна характеристика чутливості головки радіометричної приведена на малюнку 4.

Малюнок 4. Відносна спектральна характеристика чутливості головки радіометричної на основі фотодіоду ФД-288В.

Величина чутливості спектральної характеристики в максимумі SIλmax = 0,34 А/Вт; темновий струм головки спектральної при робочій напрузі Up = 1В не перевищує IТ = 1·10-9 А (при напрузі Up = 0,10 В струм Iт≤ 1·10-11 А); нестабільність чутливості протягом 8 годин неперервної роботи менш 0,5 %; нелінійність енергетичної характеристики головки при зміні потоку випромінювання від 5Фп до 106Фп не перевищує  1 % (Фп – порогова чутливість головки).
Необхідно відмітити, що рівень фонового (розсіяного всередині монохроматора) потоку випромінювання досить великий, для зменшення його впливу на якість вимірювання спектральних характеристик випромінювання, комплекс КСВУ-23 доукомплектовано ще одним монохроматором МДР-23. Таким чином, одержано подвійний монохроматор.
Сигнал, який генерує спектральна головка, оцінюється наступним чином.
Дейтерієва лампа типу ДДС30 в спектральному діапазоні 215 - 300 нм дає сигнал 1,8 мВт/ср. З урахуванням спектрального розподілення на виході монохроматора та геометричних розмірів щілини (джерело випромінювання – вхідна щілина монохроматора) потік на виході монохроматора на довжині хвилі λ = 215 нм знаходиться на рівні (5-7)·10-4 Вт (тілесний кут ≈ 1·10-4 ср, τλ215 ≈ 0,1 τλ max, ослаблення потоку оптичною системою у 2 - 3 рази).
При чутливості спектральної головки в максимумі спектральної характеристики SIλmax = 0,03 А/Вт фотострум IФλ складає 2·10-10 А. При умові, що резистор навантаження повинен бути Rn = (10-2 - 10-3)·Rg (Rg – внутрішній опір фотоприймача), можемо обрати Rn = 1·106 Ом. Тоді напруга фотосигналу буде Uc = 2.10-4 В, а це у 103 разів менше необхідного рівня. Для проведення обробки випромінювання комплексом КСВУ-23 вони повинні бути на рівні 0,1 – 1,0 В. Тому для підсилення сигналу нами розроблено та виготовлено та застосовано прецизійний перетворювач струм-напруга (ППТН-1) з коефіцієнтами підсилення від 102 до 108 В/А. Основна відносна похибка перетворення ППТН-1 не перевищує  1,0 %.

Порядок оцінки фотоприймачів у радіометричних головках.
Кожна радіометрична головка оцінюється за відносною спектральною характеристикою. Вимірювання здійснюються наступним чином.
Після підготовки обладнання до роботи у відповідності до його експлуатаційної документації встановлюється контрольний, калібрований по спектральній характеристиці чутливості в діапазоні 200 - 1100 нм фотоприймач, потік випромінювання перекривається непрозорим екраном і на виході ППТН-02 встановлюється сигнал, рівний 0 + 1 в молодшому розряді контролюючого приладу (вольтметра). Потім непрозорий екран усувається, потік потрапляє на фотоприймач і записується розподіл випромінювання в площині фоточутливого елемента в цьому спектральному діапазоні.
Далі замість еталонного фотоприймача встановлюється фотоприймач, що досліджується, і по програмі КСВУ-23 визначається його відносна спектральна характеристика чутливості. Аналогічно проводять вимірювання спектральної характеристики коефіцієнта пропускання світлофільтру. Похибка вимірювань відносної спектрально характеристики чутливості фотоприймачів по рівню 0,1 – 0,01 від максимального значення не перевищує ± 20 % з вірогідністю Р = 0,95 і не виходить за межу ± 10 % по рівню 0,1 – 1,0. Похибка вимірювань коефіцієнта пропускання дорівнює відповідно ± 10 та ± 5 %.
Можливий продаж частинами.
Телефон для уточнення 06******10