24
Приложение F (обязательное)
Калибровка радиометра (метод испытания B)
- 1 Калибровка радиометра
- 1.1 Общие положения
Калибровка радиометра осуществляется сравнением с «абсолютно черным телом»1. Плотность потока излучения внутри «абсолютно черного тела», Вт/м2, 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). Во время калибровки радиометр должен работать в таком же режиме, в каком он работает при измерении излучения под нагревателем, используя туже самую проводку, усилитель и другие компоненты.
- 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 °C. 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» (s »1), нагретое до 600 °С, дает такую же плотность потока излучения, как и нагреватель светового излучения (s < 1) с температурой 900 °С.
Плотность потока излучения E, Вт/м2, при температуре T, K, отнесенную к температуре радиометра 20 °С, вычисляют по формуле Стефана-Больцмана:
E = o(T4 - 2934), (F.1)
где а = 5,67 ■ 10-8, Вт/(м2 ■ К4).
Чувствительность радиометра при каждом значении температуры вычисляют, используя выражение:
1 = E (F.2)
S U’
где S — чувствительность радиометра, В/(Вт/м2);
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 3,3 ■ 104 Вт/м2.
F.2 Пример с решением
Данные калибровки радиометра для инфракрасного нагревателя приведены в таблице F.1.
1 Абсолютно черное тело — идеальное тело, полностью поглощающее всю падающую на него лучистую энергию.