Измерение интегральной чувствительности фотокатода

2. Измерение интегральной чувствительности фотокатода

Принцип измерения. Интегральную чувствительность фотокатода определяют измерением фототока с рабочей площади фотокатода, вызванного световым потоком от источника света с цветовой температурой 2860 К, падающим на рабочую площадь фотокатода [6].

Примечание. Интегральная чувствительность фотокатода может быть измерена только у ЭОП без встроенного высоковольтного источника питания (ВИП).

Измерительная аппаратура. Функциональная схема установки для измерения чувствительности фотокатода ЭОП приведена на рис. 2,

Расстояние L между телом накала лампы и диафрагмой с калиброванным отверстием следует выбирать таким, чтобы фототок регистрировался на второй половине шкалы измерительного прибора, а при использовании цифрового измерительного прибора не менее, чем тремя значащими цифрами.

Рис.2. Схема установки для измерения интегральной чувствительности фотокатода ЭОП:

1 - источник света (лампа накаливания); 2 - светозащитная диафрагма, 3 - заслонка; 4 - светофильтр; 5 - диафрагма с калиброванным отверстием; 6 -держатель ЭОП; 7 - испытуемый ЭОП; 8 - измерительный прибор.

Значение верхнего предела фототока указывается в технических условиях на ЭОП конкретного типа. Максимальная погрешность измерения расстояния L не должна превышать 0,2%. Расстояние L, м, должно также удовлетворять условию:

, (2)

где - максимальный поперечный размер тела накала лампы, м; d - диаметр калиброванного отверстия в диафрагме, м.

Расстояние между диафрагмой с калиброванным отверстием и фотокатодом ЭОП должно быть минимально возможным.

При измерении чувствительности фотокатода со светофильтром в схему вводят светофильтр, который устанавливается перед диафрагмой с калиброванным отверстием. Характеристику светофильтра указывают в стандартах или технических условиях на ЭОП конкретного типа.

Подготовка и проведение измерений. ЭОП устанавливают в держатель и подают на него напряжение, указанное в стандартах или технических условиях на ЭОП конкретного типа. На градуированной лампе накаливания устанавливают режим, обеспечивающий цветовую температуру 2860 К. Заслонкой перекрывают световой пучок и измеряют ток в цепи фотокатода . Заслонку выводят и измеряют ток в цепи фотокатода .

Обработка результатов измерений. Интегральную чувствительность фотокатода S, мкА/Лм, вычисляют по формуле

, (3)

где  - разность токов , мкА; J- сила света источника света, кд; d - диаметр калиброванного отверстия в диафрагме, м; L - расстояние между телом накала лампы и диафрагмой с калиброванным отверстием, м;  - спектральный коэффициент, учитывающий различие спектрального состава излучения используемых ламп за пределами видимой области спектра.

Методика определения спектрального коэффициента приведена в ГОСТ 21815.0-86, приложение 2.

Суммарная относительная погрешность измерения интегральной чувствительности фотокатода при соблюдении указанных выше требований составляет не более 7,5% при доверительной вероятности 0,95.

 

3. Измерение коэффициента преобразования

 

Принцип измерения. Принцип измерения состоит в определении отношения светового потока, излучаемого экраном изделия, к световому потоку, падающему на фотокатод [7].

Аппаратура. Функциональная схема установки для измерения коэффициента преобразования показана на рис. 3, 4.

При измерении коэффициента преобразования с фильтром в схему рис. 2 вводят светофильтр, который устанавливают перед диафрагмой с калиброванным отверстием. Характеристики светофильтра указывают в технических усло­виях на ЭОП конкретного типа.

Подготовка к измерениям. Испытуемый ЭОП устанавливают в держатель и соединяют с источником питания. На источник

Рис. 3. Схема установки для измерения коэффициента преобра­зования ЭОП:

1 - осветитель; 2,4 - светозащитные диафрагмы; 3 - заслонка;
5 - светофильтр; 6-диафрагма с калиброванным отверстием; 7-держатель
ЭОП; 8 - ЭОП; 9 -диафрагма приемника излучения; 10 - приемник излучения; 11 - измерительный прибор; 12 - экран ЭОП; 13 - фотокатод ЭОП.

Света подают напряжение, обеспечивающее режим цветовой температуры 2860 К.

Примечание. Для измерения коэффициента преоб­разования определять силу света источника не требуется.

Расстояние L между телом накала лампы или апертурным отверстием осветителя и диафрагмой 6 (см. рис. 3) устанавливают и соответствии с требованием к освещенности фотокатода, указанным в технических условиях на ЭОП конкретного типа. (Пример расчета освещенности фотокатода от источника малой силы света приведен в приложении 6). Обычно для ЭОП первого поколения освещенность фотокатода составляет  лк, для ЭОП второго и третьего поколений лк. Максимальное значение погрешности измерения расстояния L не должно превышать 0,2% измеряемого значения.

При выборе расстояния L, м, должно быть также выполнено условие

, (4)

где - максимальный размер тела накала лампы или апертурного отверстия осветителя, м; d - диаметр калиброванного отверстия в диафрагме, м.

На ЭОП подают напряжения, указанные в технических условиях на ЭОП конкретного типа. Расстояние l, м, между экраном ЭОП и диафрагмой приемника излучения (см. рис.12) должно удовлетворять условию

, (5)

где  - диаметр изображения диафрагмы поз. 6 на экране, м; (, где  -электронно-оптическое увеличение ЭОП);  - диаметр отверстия в диафрагме перед приемником излучения, м.

Для ЭОП со стекловолоконным выходом должно соблюдаться соотношение

. (6)

При измерении отрезка  необходимо использовать стержни-шаблоны, обеспечивающие измерение отрезка с погрешностью, не превышающей 0.5% измеряемого значения.

Рис. 4. Схема установки для получения градуировочного отсчета:

1 - осветитель; 2,4 - светозащитные диафрагмы; 3 - заслонка, 5 спою фильтр; 6 - диафрагма приемника излучения; 7 - приемник излучения, 8 - измерительный прибор.

Расстояние  между телом накала лампы или выходным апертурным отверстием осветителя и диафрагмой приемника излучения (рис. 4) должно быть таким, чтобы фототок приемника излучения регистрировался на том же участке той же шкалы, что и фототок, регистрируемый при измерении по схеме рис. 3. Кроме того, расстояние  должно удовлетворять условию.

, (7)

где - максимальный размер тела накала лампы или апертурного отверстия осветителя.

Максимальная погрешность измерения расстояния  не должна превышать 0,2%.

Проведение измерений. По схеме, приведенной на рис. 3, при введенной заслонке измеряют фототок приемника - отсчет . Заслонку выводят из светового пучка, после чего измеряют фототок приемника - отсчет . По схеме, приведенной на рис. 4, при введенной заслонке определяют фототок приемника - отсчет . Заслонку выводят из светового пучка, после чего измеряют фототок приемника - отсчет .

Все измерения проводят на одном и том же пределе чувствительности измерительного прибора.

Обработка результатов измерений. Коэффициент преобразования вычисляют по формуле

, (8)

где L - расстояние между телом накала лампы или апертурным отверстием осветителя и диафрагмой с калиброванным отверстием, м; - расстояние между экраном и диафрагмой приемника излучения, м.

Для ЭОП с экраном, нанесенным на внутреннюю поверхность выходного стекла,  в метрах вычисляют по формуле

, (9)

где - расстояние между наружной поверхностью выход­ного стекла и диафрагмой приемника, м; - толщина выходного стекла, м; - показатель преломления выходного стекла.

Для ЭОП с экраном, нанесенным на прозрачную пленку и установленным на некотором расстоянии от внутренней поверхности выходного стекла,  в метрах вычисляют по формуле

, (10)

где - расстояние между экраном и внутренней поверхностью выходного стекла, м;  - коэффициент пропускания корригирующего светофильтра;  - спектральный коэффициент;  - разность отсчетов  и ;  - расстояние между телом накала лампы или апертурным отверстием осветителя и диафрагмой приемника излучения, м; d - диаметр калиброванного отверстия диафрагму, м;  разность отсчетов  и  (при градуировке).

Суммарная относительная погрешность измерения коэффициента преобразования при соблюдении требований настоящей методики не превышает 8% для однокамерных и герметизированных ЭОП, 10% для двухкамерных ЭОП и 14% для трехкамерных ЭОП при доверительной вероятности 0,95.