Оглавление

Предисловие 3

Глава 1. Преобразователи энергетических и световых величин 5
1.1. Основы обеспечения единства измерений
энергетических и световых величин 5
1.2. Эталонные электрооптические измерительные
преобразователи 8
1.3. Эталонные оптико-электрические измерительные
преобразователи 24

Глава 2. Эталоны единиц и шкал энергетических
и световых величин 47
2.1. Радиометрическая эталонная база 47
2.2. Фотометрическая эталонная база 51

Глава 3. Измерения коэффициентов пропускания и отражения 59
3.1. Государственная поверочная схема для средств
измерений спектральных и интегральных коэффициентов
направленного пропускания 59
3.2. Государственный первичный эталон единиц
спектральных коэффициентов направленного пропускания 64

Глава 4. Измерения показателя преломления (рефрактометрия) 73
4.1. Поверка рефрактометров 73
4.2. Установка для поверки твердых и жидких прозрачных
мер показателя преломления 78

Глава 5. Измерения цвета, поляризационные
измерения 84
5.1. Эталонные измерения цвета (колориметрия) 84
5.2. Основы обеспечения единства поляризационных
измерений(поляриметрия) 97

Глава 6. Измерения характеристик лазерного
излучения 102
6.1.Основы обеспечения единства измерений мощности
и энергии лазерного излучения 102
6.2. Основы обеспечения единства измерений
пространственно-энергетических величин 129
6.3. Основы обеспечения единства измерений
спектральных величин 143

Список сокращений терминов, названий организаций
и учреждений 146

Список литературы 149

Предисловие

Оптическое излучение в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном диапазонах занимает лидирующие позиции в качестве источника количественной информации в многочисленных и разнообразных средствах информационно-измерительной техники. Появление лазеров, светоизлучающих диодов и других элементов оптоэлектроники стимулировало становление и развитие практически новой области измерений – оптико-электронных измерений, основу которой первоначально составляли методы и средства классической фотометрии. Это одно из направлений, получивших широкое распространение в технических средствах и системах измерений, оптического неразрушающего контроля, диагностирования, распознавания образов. Оно играет большую роль в информационных технологиях и электронике, производственной технологии новых материалов и химических продуктов, технологии живых систем, транспорте и энергетике (особенно атомной), экологии и рациональном природопользовании (в том числе аэрокосмическом дистанционном зондировании земной поверхности). Это объясняется тем, что электронные устройства восприятия, передачи и преобразования оптических величин и сигналов в электрические измерительные сигналы обладают рядом достоинств, выгодно отличающих их от аналогичных систем, в которых носителями информации служат величины и сигналы другой физической природы.
К числу таких достоинств в первую очередь относятся:
– отсутствие контакта с изучаемым объектом;
– высокий уровень защищенности устройств и их элементов от воздействия электромагнитных полей и помех, интенсивность которых значительно возросла;
– высокая разрешающая способность, позволяющая изучать объекты с размерами порядка нанометров и менее;
– рекордное быстродействие при исследованиях быстропротекающих процессов с длительностями до единиц фемтосекунд (10-15с);
– в отличие от устройств, в которых носителем информации служит жесткое ультрафиолетовое и более коротковолновое излучение, безопасность работы обслуживающего персонала.
В связи с этим сегодня трудно представить сферу человеческой деятельности, в которой не нашли бы применение процессы восприятия, преобразования, обработки, регистрации и отображения оптической информации, характеризующей интересующие пользователя свойства исследуемого или наблюдаемого объекта.
Однако «измерения» становятся измерениями только тогда, когда известна погрешность их результата, при этом сам результат измерений выражен в установленных единицах. Такое состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах величин и погрешности измерений не выходят за установленные границы с заданной вероятностью, называется единством измерений [1]. В Российской Федерации отношения, связанные с единством измерений, регулируются Федеральным законом «Об обеспечении единства измерений», устанавливающим правовые, нормативные, и технические нормы. В настоящем пособии изложены в основном технические основы обеспечения единства измерений, при этом для краткости в дальнейшем об этом больше не упоминается, но это следует иметь в виду. Так как технической основой обеспечения единства измерений являются эталоны (государственные и рабочие), обеспечивающие передачу размера единицы рабочим средствам измерений, то их рассмотрению и уделено основное внимание.
В книге изложены основы обеспечения единства оптико-физических измерений.
Материал книги адаптирован для студентов ВУЗов, обучающихся по направлениям «Стандартизация, сертификация и метрология» и «Оптотехника» путем использования фрагментов описания эталонной базы в области оптико-физических измерений, содержщейся в монографии «Основы оптической радиометрии» (Под ред. проф. А.Ф.Котюка, –М.: Физматлит, 2003), в которой обощен многолетний опыт метрологов ВНИИ оптико-физических измерений (ВНИИОФИ).