Приложение F (обязательное). Калибровка радиометра (метод испытания В)

Приложение F
(обязательное)

Калибровка радиометра (метод испытания В)

F.1 Калибровка радиометра

F.1.1 Общие положения

Калибровка радиометра осуществляется сравнением с "абсолютно черным телом"*. Плотность потока излучения внутри "абсолютно черного тела", , сравнивается с напряжением выходного сигнала, В. График поверочной функции является прямой линией через начало координатной системы, показывающей выходной сигнал, В, в функции плотности излучения (см. рисунок F.1). Вовремя калибровки радио метр должен работать в таком же режиме, в каком он работает при измерении излучения под нагревателем, используя туже самую проводку, усилитель и другие компоненты.

F.1.2 Метод калибровки в сравнении с "абсолютно черным телом"

В этом методе используется "абсолютно черное тело" со сферической полостью из керамики, имеющей внутренний диаметр 300 мм. Сферическая полость должна быть нагрета до температуры не более 600°С. Она имеет отверстие (апертуру) такого же диаметра, как радиометр, подлежащий поверке.

Через апертуру радиометр вставляется в сферическую полость "абсолютно черного тела" так, что передняя поверхность радиометра выравнивается с внутренней поверхностью сферической полости. Излучение от внутренней горячей поверхности черного тела передается на радиометр и дает адекватный выходной сигнал, В.

Калибровка при температуре "абсолютно черного тела" до 600°С является достаточной.

Примечание - "Абсолютно черное тело" (), нагретое до 600°С, дает такую же плотность потока излучения, как и нагреватель светового излучения () с температурой 900°С.

Плотность потока излучения Е, , при температуре Т, К, отнесенную к температуре радиометра 20°С, вычисляют по формуле Стефана-Больцма

,

(F.1)

где .

Чувствительность радиометра при каждом значении температуры вычисляют, используя выражение

.

(F.2)

где S - чувствительность радиометра, В/();

U - напряжение сигнала датчика, В.

Калибровка осуществляется по всему диапазону плотности потока излучения от инфракрасного (светового) нагревателя (или трубчатого нагревателя). Это обеспечивается калибровкой на нескольких значениях температуры "абсолютно черного тела". Для каждой температуры проводят, по меньшей мере, три измерения и рассчитывают среднеарифметическое из полученных данных. Для снятия каждого показания требуется предварительное достижение температурного равновесия при каждом значении температуры калибровки. Чувствительность по всему диапазону плотности потока излучения устанавливается по отдельным значениям чувствительности, используя графический метод и статистические средства. По данным плотности потока излучения строится график зависимости в сравнении с напряжением выходного сигнала радиометра (см. рисунок F.1). Коэффициент корреляции задается наиболее подходящей прямой линией через начало системы координат (см. рисунок F.2).

Калибровка должна быть сделана для значений плотности потока излучения величиной меньше .

F.2 Пример с решением

Данные калибровки радиометра для инфракрасного нагревателя приведены в таблице F.1.

Таблица F.1 - Калибровка радиометра для инфракрасного нагревателя

Температура "абсолютно черного тела", °С	Средний выходной сигнал, В	Плотность потока излучения,	1/S, ()/В
100	0,299	680	2273
150	0,573	1398	2439
202	0,990	2469	2491
250 300	1,557 2,487	3825 5695	2456 2290
352	3,605	8235	2284
402	4,776	11354	2377
452	6,284	15249	2427
500	8,037	19828	2467

Рисунок F.1 - Определение коэффициента корреляции для инфракрасного нагревателя

В соответствии с рисунком F.1, используя формулу (F.2), вычисляют величину чувствительности радиометра, S, В/()

.

_____________________________

* Абсолютно черное тело - идеальное тело, полностью поглощающее всю падающую на него лучистую энергию.