Методика поверки «ГСИ. Измерители мощности излучения ИМИ-01» (МП 15-2011)

V

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель директора

ФГУП «ВНИИОФИ»

Руководитель ГЦИ СИ

Государственная система обеспечения единства измерений

ИЗМЕРИТЕЛИ МОЩНОСТИ ИЗЛУЧЕНИЯ ИМИ-01

№ 15-2011

Главный метролог

/ ФГУ ГЬВНИИОФИ»

в, п. Кузнецов

« -/Л »_______-/'Р_______2011 г.

2011г.

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

• 1 ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

• 2 СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

• 3 ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ПОВЕРИТЕЛЕЙ И

ТРЕБОВАВНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

• 4 УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ

• 5 ПОДГОТОВКА К ПОВЕРКЕ

• 6 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

6Л Внешний осмотр

• 6.2 Опробование

• 6.3 Определение метрологических характеристик

  • 6.3.1 Определение угловой неравномерности измерителя

  • 6.3.2 Определение метрологических характеристик для режима измерений

параметров непрерывного и амплитудно-модулированного излучения

• 6.3.3 Определение метрологических характеристик для режима

измерений параметров импульсного излучения

• 7 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

Приложение 1. Форма протокола поверки

Настоящая методика распространяется на рабочее средство измерений в соответствии с ГОСТ 8.275-2007 - измеритель мощности излучения ИМИ-01, далее - измеритель, и устанавливает методы и средства первичной и периодической поверки.

Интервал между поверками - 1 год.

• 1.1 При проведении первичной и периодической поверки выполняют операции, указанные в табл.1.

Таблица 1

*

- Здесь и далее коэффициент заполнения определяется как величина, равная отношению длительности импульса к периоду повторения импульсов (выражается в %)

- При получении отрицательных результатов хотя бы одной операции поверка прекращается.

• 2.1 При проведении первичной и периодической поверки применяют средства, указанные в табл.2.

Таблица 2

Примечание. Допускается применение других средств поверки, обеспечивающих определение необходимых метрологических характеристик поверяемых средств измерений с требуемой точностью. Средства поверки должны быть исправны и иметь действующее свидетельство о поверке.

• 3.1 К проведению поверки допускают лиц, аттестованных в качестве поверителей оптических приборов в соответствии с правилами ПР 50.2.012-94, изучивших настоящую методику и руководства по эксплуатации ИМИ-01 и испытательного оборудования, имеющих квалификационную группу не ниже III в соответствии с правилами по охране труда ПОТ РМ-016-2001, РД 153-34.0-03.150-00.

• 3.2 При проведении поверки соблюдают требования, установленные ГОСТ 12.1.031-81, ГОСТ 12.1.040-83, правилами по охране труда ПОТ РМ-016-2001, РД 153-34.0-03.150-00 и Санитарными нормами и правилами устройства и эксплуатации лазеров СанПиН 5804-91.

• 4.1 При проведении поверки соблюдают следующие условия:

• • температура окружающей среды,°C

• • относительная влажность воздуха, %

• • атмосферное давление, кПа

• • напряжение питающей сети, В..................................................220+22;

• • частота питающей сети Гц..........................................50+0,5

• 5.1 Поверяемый измеритель, средства его поверки и вспомогательное оборудование подготавливают к работе в соответствии с их Руководством по эксплуатации.

• 6.1.1 Проверяют комплектность поверяемого измерителя. Комплектность должна соответствовать Руководству по эксплуатации.

• 6.1.2 При внешнем осмотре необходимо убедиться:

• • в отсутствии видимых механических повреждений;

• • в целостности кабелей и разъемов;

• • в исправности органов управления.

• 6.1.3 В случае обнаружения несоответствия комплектности, механических повреждений или неисправности кабелей, разъемов и органов управления измеритель к дальнейшим операциям поверки не допускается.

• 6.2.1 Проверяют правильность работы органов управления и переключения режимов поверяемого измерителя в соответствии с Руководством по эксплуатации.

• 6.2.2 Проводят измерение мощности на выходе излучающей головки КЛО1 АЛТ в соответствии с Руководством по эксплуатации. Полученное значение должно быть не менее 3 мВт.

• 6.2.3 Идентификация программного обеспечения.

При проведении опробования проверяется идентификационные данные программного обеспечения.

Измерители признаются прошедшими поверку, если идентификационные данные (признаки) метрологически значимой части программного обеспечения измерителей совпадают с данными, приведенными в таблице 3.

Таблица 3

• 6.3.1.1 Подают на блок фото приемника поверяемого измерителя излучение от головки МЛ02В АЛТ через гибкий световод, расположив его выходной разъем перпендикулярно входному окну. Регистрируют соответствующие показания блока регистрации Р°.

• 6.3.1.2 Поворачивают выходной разъем гибкого световода примерно на 25° и регистрируют показания поверяемого измерителя Р].

• 6.3.1.3 Поворачивают выходной разъем гибкого световода примерно на 50° относительно начального перпендикулярного положения (п. 6.3.1.1) в той же плоскости, что и в п.

• 6.3.1.3, и регистрируют показания поверяемого измерителя Р₂.

• 6.3.1.4 Проводят операции по п. 6.3.1.2 для 70°, а также для углов в той же плоскости, но в противоположном направлении наклона -25°, -50° и -70°, регистрируя соответствующие показания измерителя Р>, i соответствует углу наклона разъема световода.

• 6.3.1.5 Проводят операции по п.п. 6.3.1.2-6.3.1.4 в плоскости, перпендикулярной выбранной первоначально в п. 6.3.1.2.

• 6.3.1.6 Определяют угловую неравномерность поверяемого измерителя 0у по формуле:

e_y = max { | Pi-P°|/P⁰} х 100%             (1)

i

• 6.3.1.7 Полученное значение угловой неравномерности Оу не должно превышать 13%.

• 6.3.1.8 Полученное значение бу используется в дальнейшем при расчете погрешностей измерений мощности, п.п. 6.3.2.1.7, 6.3.2.2.7, 6.3.3.1.9, 6.3.3.2.4.

• 6.3.2.1.1. Измеряют мощность излучения на выходе излучающей головки КЛО1 АЛТ (длина волны 0,63 мкм) последовательно поверяемым измерителем в режиме непрерывного излучения и ваттметром установки для поверки фотометров лазерной терапевтической аппаратуры УПЛТ-М, регистрируя показания Рп и Р°ц соответственно.

• 6.3.2.1.2. Проводят операции по п. 6.3.2.1.1 еще 4 раза, регистрируя показания поверяемого измерителя Рп и ваттметра УПЛТ-М Р°п (i - номер измерения).

• 6.3.2.1.3. Проводят операции по п.п. 6.3.2.1.1, 6.3.2.1.2 для других излучающих головок: МС08 (0,40 мкм),МСО5 (0,53 мкм), КЛО2 (0,65 мкм), МЛОЗ (0,98 мкм); для головки КЛО6 (0,81 мкм) операции проводят при значениях мощности 50, 100, 150, 200, 400 мВт. Регистрируют соответствующие показания Рц и Р% (i - номер измерения, i=l,2,3,4,5, j - порядковый номер головки или номер точки по шкале мощности: j=l,2,...,N, N=10).

• 6.3.2.1.4. Вычисляют значения разности показаний поверяемого измерителя и ваттметра УПЛТ-М 0j по формуле:

0j = (1/5) S Оу                               (2)

i=l

где

Oij = (Pij - P°ij) / P°ijX 100%                        (3)

Pij и P°ij - показания поверяемого измерителя и ваттметра УПЛТ-М при i-м измерении в j-й точке (п. 6.3.2.1.3).

• 6.3.2.1.5. Рассчитывают значения погрешности градуировки в режиме непрерывного излучения Огн и CKO S_H по формулам:

0гн = max { 10j I }                           (4)

j

S_H = тах{\/S (0jj - 0j)² / 4 }                     (5)

j V 1=1

• 6.З.2.1.6. Полученное значение погрешности градуировки Огнне должно превышать 13%.

6.3.2ЛЛ. Вычисляют значение предела основной относительной погрешности измерений средней мощности поверяемого измерителя в режиме непрерывного излучения Ан по формуле:

Ан = 2 \ / (0_ГН² + Оу² + 0_О² )/3 + S_H²             (6)

где                    ^V

0о - предел допускаемого значения основной относительной погрешности при измерении средней мощности в рабочем спектральном диапазоне УПЛТ-М (6,5%);

0гн - погрешность градуировки измерителя в режиме непрерывного излучения, п. 6.3.2.1.5, формула 4;

Sh - CKO при определении погрешности градуировки в режиме непрерывного излучения, п. 6.3.2.1.5, формула 5;

0у - угловая неравномерность измерителя, п. 6.3.1.6, формула 1.

• 6.З.2.1.8. Полученное значение относительной погрешности в режиме непрерывного излучения Ан (формула 6) не должно превышать 15%.

• 6.3.2.2.1 Измеряют мощность излучения на выходе излучающей головки КЛО6 АЛТ (длина волны 0,81 мкм, амплитудно-модулированный режим, максимальная мощность импульса 400 мВт, частота 3000 Гц, коэффициент заполнения 50%) последовательно измерителем в

режиме измерений непрерывного и амплитудно-модулированного излучения и ваттметром УПЛТ-М с подключенным к каналу контроля формы импульсов осциллографом. Регистрируют показания измерителя: Р_Ац - максимальная мощность импульса, Du - коэффициент заполнения, fi 1 - частота повторения импульсов; регистрируют показания ваттметра УПЛТ-М и осциллографа: P°i 1 - средняя мощность излучения, т°ц - длительность импульса, f°n - частота повторения импульсов. Получают значение максимальной мощности импульса по показаниям УПЛТ-М и осциллографа Р°_Ац по формуле:

Получают значение коэффициента заполнения по показаниям УПЛТ-М и осциллографа D°i 1 по формуле:

100%

• 6.3.2.2.2 Проводят операции по п. 6.3.2.2.1 еще 4 раза, регистрируя показания измерителя Р_Ап, Du, fji и показания ваттметра УПЛТ-М и осциллографа Р°_п, т°_п, 1% (i - номер измерения). Получают соответствующие значения максимальной мощности импульса Р°_Ап по формуле, аналогичной формуле 7, и значения коэффициента заполнения по показаниям УПЛТ-М и осциллографа D°ii по формуле, аналогичной формуле 8.

• 6.3.2.2.3 Проводят операции по п.п. 6.3.2.2.1, 6.3.2.2.2 при значениях мощности 50, 100, 150, 200 мВт. Регистрируют соответствующие показания Р_Ау, Dy, fy, Р°у, т°у, f°y и получают значения Р°_Ац и D°ij (i - номер измерения: i=l,2,3,4,5; j - порядковый номер точки по шкале мощности: j=l, 2,... ,5).

• 6.3.2.2.4 Проводят операции по п.п. 6.3.2.2.1-6.3.2.2.3 при значениях частоты повторения импульсов 30 и 1500 Гц. Регистрируют соответствующие показания P_A1J, Dy, fy, Р°у, т°у, f°y и получают значения Р°_Ау и D°y (i - номер измерения; j - порядковый номер точки по шкале частоты: j=6,7).

• 6.3.2.2.5 Вычисляют значения разности показаний максимальной мощности импульса

измерителя и вычисленных по формуле 7 значений по показаниям ваттметра УПЛТ-М 0j по формуле:

0j = (l/5)S0y

1=1

где

Оу = (РАу-Р°Ау)/ P°Aij X Ю0%

P_Aij и Р°_Ау - показания максимальной мощности импульса измерителя и вычисленные по формуле 5 значения по показаниям ваттметра УПЛТ-М при i-м измерении в j-й точке, причем учитываются точки по шкале максимальной мощности импульса и по шкале частоты (п.п. 6.3.2.2.1-6.3.2.2.4).

• 6.3.2.2.6 Рассчитывают значения погрешности градуировки по максимальной мощности импульса для амплитудно-модулированного излучения 0_ГА и CKO S_A по формулам:

0га = max { | 0j | } j

S_A = max{ j

}

(12)

• 6.3.2.2.7 Вычисляют значение предела относительной погрешности измерений максимальной мощности импульса измерителя для амплитудно-модулированного излучения Ад по формуле:

Да = 2 ^(000^ Oy² + O_o²)/3 + S_A²          (13)

где:

0о - предел допускаемого значения относительной погрешности при измерении средней мощности в рабочем спектральном диапазоне УПЛТ-М (6,5%);

0га - погрешность градуировки измерителя по максимальной мощности импульса для амплитудно-модулированного излучения, п. 6.3.2.2.6, формула 11;

Sa - CKO при определении погрешности градуировки по максимальной мощности импульса для амплитудно-модулированного излучения, п. 6.3.2.2.6, формула 12;

0у - угловая неравномерность измерителя, п.п. 6.3.1.6, формула 1.

• 6.3.2.2.8. Полученное значение относительной погрешности измерений максимальной мощности импульса измерителя для амплитудно-модулированного излучения Ла (формула 13) не должно превышать 15%.

• 6.3.2.3 Определение относительной погрешности измерений коэффициента заполнения для амплитудно-модулированного излучения

• 6.3.2.3.1 Вычисляют значение предела относительной погрешности измерений коэффициента заполнения для амплитудно-модулированного излучения по формуле:

До = max {|e_Dj |}

j

где:

5

0_Dj = (1/5) S 0_Dij

i=l

0_Dij = (Dij - D°ij) I D°ij X 100%

Djj и D°ij - показания коэффициента заполнения измерителя и значения, полученные по показаниям осциллографа, подключенного к ваттметру УПЛТ-М, при i-м измерении в j-й точке, причем учитываются точки по шкале максимальной мощности импульса и по шкале частоты (п.п. 6.3.2.2.1-6.3.2.2.4).

• 6.3.2.3.2. Полученное значение относительной погрешности измерений коэффициента заполнения для амплитудно-модулированного излучения Л_о (формула 14) не должно превышать 15%.

• 6.3.2.4 Определение относительной погрешности измерений частоты повторения импульсов для амплитудно-модулированного излучения

• 6.3.2.4.1 Вычисляют значение предела относительной погрешности измерений частоты повторения импульсов измерителя для амплитудно-модулированного излучения по формуле:

Дча = max {| 04Aj I}

j

fij и f°jj - показания частоты повторения импульсов измерителя и осциллографа, подключенного к ваттметру УПЛТ-М, при i-м измерении в j-й точке, причем учитываются точки по шкале максимальной мощности импульса и по шкале частоты (п.п. 6.3.2.2.1-6.3.2.2.4).

• 6.3.2.4.2 Полученное значение относительной погрешности измерений частоты повторения импульсов для амплитудно-модулированного излучения Дча (формула 17) не должно превышать 10%.

• 6.3.3.1 Определение относительной погрешности измерений средней мощности в режиме импульсного излучения

• 6.3.3.1.1 Измеряют мощность излучения на выходе излучающей головки ЛО1 АЛТ (длина волны 0,89 мкм, импульсный режим, максимальная мощность импульса 3-5 Вт, частота 3000 Гц) последовательно поверяемым измерителем в режиме импульсного излучения и ваттметром УПЛТ-М с подключенным к каналу контроля формы импульсов осциллографом. Регистрируют показания поверяемого измерителя: Рн - средняя мощность излучения, Рип - максимальная мощность импульса, Гц - длительность импульса, fn - частота следования импульсов; регистрируют показания ваттметра УПЛТ-М и осциллографа: Р°ц - средняя мощность излучения, т°ц - длительность импульса, f°ii - частота следования импульсов. Получают значение максимальной мощности импульса по показаниям УПЛТ-М и осциллографа Р°ип по формуле:

Р°ИИ =Р°Н /(т°ц X Л1)                (20)

• 6.3.3.1.2 Проводят операции по п. 6.3.3.1.1 еще 4 раза, регистрируя показания поверяемого измерителя: Рп - средняя мощность излучения, Рии - максимальная мощности импульса, тц - длительность импульса, fn - частота следования импульсов и показания ваттметра УПЛТ-М и осциллографа: Р°п - средняя мощность излучения, т°п - длительность импульса, f°n - частота следования импульсов, (i - номер измерения). Получают соответствующие значения максимальной мощности импульса Р°ии по формуле, аналогичной формуле 7.

• 6.3.3.1.3 Проводят операции по п.п. 6.3.3.1.1, 6.3.3.1.2 для импульсных головок ЛО4, ЛО7 со значениями максимальной мощности импульса 15...20 Вт и 90... 100 Вт, регистрируя соответствующие значения Ру, Р_Иу, Ту, fy, Р°у, т°у, f°ii и получая соответствующие значения максимальной мощности импульса Р иу (1 - номер измерения, j - порядковый номер головки или номер точки по шкале мощности).

• 6.3.3.1.4 Проводят операции по п.п. 6.3.3.1.1, 6.3.3.1.2 для головки ЛО4 при значениях частоты следования импульсов 25, 600, 3000, 10000 Гц, регистрируя соответствующие значения Ру, Риу, ту, fij, P°ij, т°у, f°ij и получая соответствующие значения максимальной мощности импульса Р°_Иу (i - номер измерения, j - порядковый номер точки по шкале частоты).

• 6.3.3.1.5 Проводят операции по п.п. 6.3.3.1.1, 6.3.3.1.2 для импульсных головок с длинами волн излучения 670 и 808 нм, регистрируя соответствующие значения Ру, Риу, ту, fy, Р°у, т°у, f°jj и получая соответствующие значения максимальной мощности импульса Р°_Иу (i - номер измерения, j - порядковый номер точки по длине волны).

• 6.3.3.1.6 Вычисляют значения разности показаний средней мощности в импульсном режиме поверяемого измерителя и ваттметра УПЛТ-М 0j по формуле:

5

при i-м измерении в j-й точке, причем учитываются точки по шкале максимальной мощности импульса, шкале частоты и по длине волны (п.п. 6.3.3.1.1-6.3.3.1.5).

• 6.3.3.1.7 Рассчитывают значения погрешности градуировки по средней мощности в режиме импульсного излучения 0ги и CKO Sh по формулам:

0ги ⁼ max {I 0j I}                          (23)

j

S_H = max{^Z(0_lj-0_j)²/4 }             (24)

• 6.3.3.1.8 Полученное значение погрешности градуировки Огнне должно превышать 13%.

• 6.3.3.1.9 Вычисляют значение предела основной относительной погрешности измерений средней мощности поверяемого измерителя в режиме импульсного излучения А_и по формуле:

Аи ⁼ 2 \ /(0ги² + 0у² + 0о² )/3 + Sh²          (25)

где                     У

0о - предел допускаемого значения основной относительной погрешности измерений средней мощности в рабочем спектральном диапазоне УПЛТ-М (6,5%);

0ги - погрешность градуировки измерителя по средней мощности в режиме импульсного излучения, и. 6.3.3.1.7 формула 23;

Sh - CKO при определении погрешности градуировки в режиме импульсного излучения, и. 6.3.3.1.7, формула 24;

0у - угловая неравномерность измерителя, и. 6.3.1.6, формула 1.

• 6.3.3.1.10 Полученное значение относительной погрешности измерений средней мощности в режиме импульсного излучения Ли (формула 25) не должно превышать 15%.

• 6.3.3.2 Определение относительной погрешности измерений максимальной мощности импульса оптического излучения

• 6.3.3.2.1 Вычисляют значения разности показаний максимальной мощности импульса поверяемого измерителя и вычисленных в разделе 6.3.3.1 по формуле 20 значений по показаниям ваттметра УПЛТ-М 0j по формуле:

5

0j = (1/5) Z 0jj                              (26)

где

Риу и P°Hij - показания максимальной мощности импульса поверяемого измерителя и вычисленные по формуле 20 значения по показаниям ваттметра УПЛТ-М при i-м измерении в j-й точке, причем учитываются точки по шкале максимальной мощности импульса, шкале частоты и по длине волны (п.п. 6.3.3.1.1-6.3.3.1.5).

• 6.3.3.2.2 Рассчитывают значения погрешности градуировки по максимальной мощности импульса 0гм и CKO Sm по формулам:

  0гм = max { I 0j I } j

  S_M = max{ j

  

  (28)

  (29)

• 6.3.3.2.3 Полученное значение погрешности градуировки 0гм не должно превышать 13%.

• 6.3.3.2.4 Вычисляют значение предела основной относительной погрешности измерений максимальной мощности импульса поверяемого измерителя Ам по формуле:

Ам = 2 к /(0гм² + 0у² + 0о² )/3 + S_M²          (30)

где

0о - предел допускаемого значения основной относительной погрешности при измерении средней мощности в рабочем спектральном диапазоне УПЛТ-М (6,5%);

Огм - погрешность градуировки измерителя по максимальной мощности импульса, п.

• 6.3.3.2.2 формула 28;

Sm - CKO при определении погрешности градуировки по максимальной мощности импульса, п. 6.3.3.2.2, формула 29;

0у - угловая неравномерность измерителя, п. 6.3.1.6, формула 1.

• 6.3.3.2.5 Полученное значение относительной погрешности измерений максимальной мощности импульса Л_м (формула 30) не должно превышать 15%.

• 6.3.3.3.1 Вычисляют значение предела относительной погрешности измерений длительности импульса по формуле:

  где

  Ад = max { | 0Д| | } j	(31)
  5
  Эд, = (1/5) S 0Ду 1=1	(32)
  = (Tij - T°ij) / T°ij х 100%	(33)

Tij и т^Оц - показания длительности импульса поверяемого измерителя и осциллографа, подключенного к ваттметру УПЛТ-М, при i-м измерении в j-й точке, причем учитываются точки по шкале максимальной мощности импульса, шкале частоты и по длине волны (п.п. 6.3.3.1.1-6.3.3.1.5).

• 6.3.3.3.2 Полученное значение относительной погрешности измерений длительности импульса Дд (формула 31) не должно превышать 10%.

• 6.3.3.4.1 Вычисляют значение предела относительной погрешности измерений частоты следования импульсов по формуле:

  Дч = max { 1 Oqj 1 } j	(34)
  Oqj - (1/5) Z 0qjj i=l	(35)
  0чу = (fij - f°ij) / f°ijX 100%	(36)

fjj и f°jj - показания частоты следования импульсов поверяемого измерителя и осциллографа, подключенного к ваттметру УПЛТ-М, при i-м измерении в j-й точке, причем учитываются точки по шкале максимальной мощности импульса, шкале частоты и по длине волны (п.п. 6.3.3.1.1-6.3.1.1.5).

• 6.3.3.4.2 Полученное значение относительной погрешности измерений частоты следования импульсов Д_ч (формула 341) не должно превышать 5%.

• 7.1 По результатам поверки оформляется протокол поверки в соответствии с Приложением 1.

• 7.2 При положительных результатах поверки оформляют свидетельство о поверке и (или) наносят оттиск поверительного клейма согласно ПР 50.2.006-94 “ГСП. Поверка средств измерений. Организация и порядок проведения”, и прибор допускают к эксплуатации.

• 7.3 При отрицательных результатах поверки свидетельство о предыдущей поверке и (или) оттиск поверительного клейма аннулируют и выписывают “Извещение о непригодности” с указанием причин в соответствии с требованиями ПР 50.2.006-94.

Приложение 1. Форма протокола поверки

ПРОТОКОЛ №________от «____»___________2011г.

1. Общие данные о поверяемом средстве измерений

Наименование: Измеритель мощности излучения ИМИ-01

Заводской номер: ___________________

Дата изготовления: ____________________

Владелец: _____________________________________ИНН _______________

2. Результаты поверки

3. Условия поверки:

• - температура окружающей среды_______

• - относительная влажность воздуха______

• - атмосферное давление_______

Поверка проведена в соответствии с методикой поверки № 15-2011, утвержденной ФГУП ВНИИОФИ в 2011г..

По результатам поверки средство измерения признано пригодным / непригодным к примене

нию в качестве РСИ / РЭ в соответствии с_____________________________________________.

Срок очередной поверки: «____»____________2011г.

Поверку проводил__________________

Выдано свидетельство о поверке №______________от «____»_____________2011 г.

Выдал