Методика поверки «ГСИ. Фотопреобразователи лучистого потока кремниевые КФЛП-3» (МП 010.М4-16)

УТВЕРЖДАЮ

Н.П. Муравская

2016 г

Заместитель директора ГУП «ВНИИОФИ» -

Государственная система обеспечения единства измерении

Методика поверки № МП 010.М4-16

Главный метролог

ФГУП «ВНЙИОФИ»

С .Н.Негода

Москва 2016 г.

1. ВВЕДЕНИЕ

• 1.1 Настоящая методика поверки распространяется на фотопреобразователи лучистого потока кремниевые КФЛП-3 (далее по тексту - фотопреобразователи), предназначенные для использования в качестве измерительного преобразователя потока солнечного излучения АМО в электрический сигнал, и определяет методы и средства их первичной и периодической поверок.

• 1.2 Интервал между поверками - 1 год.

2. ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

• 2.1 При проведении первичной и периодической поверок должны быть

выполнены следующие операции, указанные в таблице 1. Таблица 1

• 2.2 При получении отрицательных результатов при проведении любой операции поверка прекращается.

• 2.3 Поверку средств измерений осуществляют аккредитованные в установленном порядке в области обеспечения единства измерений юридические лица и индивидуальные предприниматели.

З.СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

• 3.1 При проведении первичной и периодической поверок должны быть использованы следующие средства, указанные в таблице 2.

  аттестованы в установленном порядке. Допускается применение других средств поверки, не приведенных в таблице 2, обеспечивающих определение (контроль) метрологических характеристик поверяемых камер с требуемой точностью.

  4. УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ.

Таблица 2

3.2 Средства поверки, указанные в таблице 2, должны быть поверены и

• 4.1 При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:

• - температура окружающего воздуха, °C

  от 15 до 25;

  75;

  от 96 до 104; 380/220 ± 10 % 50± 1;

  должно быть чистым и сухим,

• - относительная влажность, %, не более

• - атмосферное давление, кПа

• - напряжение питающей сети, В

• - частота питающей сети, Гц

• 4.2 Помещение, где проводится поверка, свободным от пыли, паров кислот и щелочей. Допускаемый перепад температуры в течение суток - не более (1,5 - 2) °C. В помещении не должно быть сквозняков.

• 4.3 В помещении, где проводится поверка, должны отсутствовать механические вибрации и посторонние источники излучения, а также мощные постоянные и переменные электрические и магнитные поля.

5. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ.

• 5.1 Система электрического питания приборов и средств поверки должна быть защищена от колебаний и пиков сетевого напряжения, искровые генераторы не должны устанавливаться вблизи фотопреобразователей.

• 5.2 Помещение, в котором проводится поверка, должно соответствовать требованиям пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004-91 и иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009-83.

• 5.3 При проведении поверки следует соблюдать требования, установленные ГОСТ Р 12.1.031-2010, ГОСТ 12.1.040-83, правилами по охране труда при эксплуатации электроустановок. Оборудование, применяемое при испытаниях, должно соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.003-91. Воздух рабочей зоны должен соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.005-88 при температуре помещения, соответствующей условиям испытаний для легких физических работ.

6. ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ПОВЕРИТЕЛЕЙ.

• 6.1 К проведению поверки допускаются лица, прошедших обучение по требуемому виду измерений, изучившие настоящую методику поверки, Руководство по эксплуатации фотопреобразователей, имеющих квалификационную группу не ниже III в соответствии с правилами по охране труда при эксплуатации электроустановок.

7. ПОДГОТОВКА К ПОВЕРКЕ

• 7.1 Изучить Руководство по эксплуатации фотопреобрзователей.

• 7.2    Отсоединить положительный вывод солнечного элемента фотопреобразователя от нагрузочного сопротивления и подготовить фотопреобразователь к установке на термостатированную платформу комплекса метрологического для измерений характеристик солнечных элементов «МК-СЭ» (далее - метрологического комплекса).

• 7.3 Установить в термостатированном кожухе метрологического комплекса эталонный приемник излучения из его состава и подключить к нему кабель для работы по 4-х проводной схеме.

• 7.4 Включить термостат платформы Polistat R13L и термостат приемников излучения Polistat R6 L из состава метрологического комплекса. Установить на обоих термостатах температуру 25 °C.

• 7.5 Включить охлаждение экранов ламп и радиаторов ламп смещающего излучения из состава метрологического комплекса повернув ручки кранов 2, 3 и 4 на ~ 30° против часовой стрелки (рисунок 1).

12 3 4

Рис. 1 Расположение кранов для подачи охлаждающей воды.

1- кран для ксеноновой лампы; 2- кран для экранов галогенной лампы; 3 и 4 -краны для радиаторов ламп смещающего излучения;

• 7.6 Включить вилку клапана водяного охлаждения ксеноновой лампы в розетку.

• 7.7 Включить блок питания ксеноновой лампы нажатием на кнопку “NETZ” на передней панели блока питания лампы. Зажечь ксеноновую лампу кратковременным

  

Рис. 2 Вид передней панели блока питания ксеноновой лампы

• 7.8 Сразу после зажигания лампы включить подачу охлаждающей воды, повернув ручку крана (1) на ~ 30° против часовой стрелки (рисунок 1).

• 7.9 Включить контроллер управления подвижной платформой перемещения ламп из состава метрологического комплекса.

• 7.10 Включить контроллер управления 3-х координатной системой перемещения приемников и фотопреобразователей Schrittmotor-Controller С142-4 из состава метрологического комплекса.

• 7.11 Включить мультиметр Agilent 34970А с мультиплексором из состава метрологического комплекса, используемый для измерения напряжения с выхода трансимпедантного усилителя и контроля тока галогенной лампы.

• 7.12 Включить два усилителя синхронного детектирования SIGNAL RECOVERY 7265 из состава метрологического комплекса, используемых для сигнала фотоприемника мониторинга и переменного сигнала трансимпедантного усилителя.

• 7.13 Включить блоки питания модулятора и системы перемещения линз GPR-6030D из состава метрологического комплекса.

• 7.14 Включить осциллограф DS1052E из состава метрологического комплекса.

• 7.15 Включить 3-х канальный усилитель фототока PH-39PU из состава метрологического комплекса.

• 7.16 Включить мультиметр Keithley 2000-20 с мультиплексором из состава метрологического комплекса, используемый для измерения напряжения 3-х канального усилителя фототока PH-39PU.

• 7.17 Включить коммутатор ламп смещения из состава метрологического комплекса.

• 7.18 Включить блоки питания ламп смещения из состава метрологического комплекса.

• 7.19 Подключить коаксиальный выходной кабель фотоприемника мониторинга к входному разъему «В/I» усилителя синхронного детектирования SIGNAL RECOVERY 7265.

• 7.20 Включить блок питания галогенной лампы в режиме стабилизации тока и установить ток лампы 8,1 А.

• 7.21 Прогреть галогенную лампу в течение 30 мин.

• 7.22 Включить компьютер и запустить программу управления 3-х координатной

системой перемещения приемников и фотопреобразователей «XYZ.vi».__________

Рис. 3 Внешний вид интерфейса пользователя программы «XYZ.vi»

• 7.23 В программе «XYZ.vi» установить координату X = 350. При этом платформа выдвинется за пределы экрана.

• 7.24 Подключить соединительный кабель к контактам фотопреобразователя с соблюдением полярности.

• 7.25  Закрепить фотопреобразователь на термостатированной платформе метрологического комплекса.

• 7.26 Переместить эталонный приемник в рабочее положение, установив координаты: х = 137, у = 55, z = 134.

• 7.27 Проверить правильность юстировки эталонного приемника.

• 7.28  Переместить фотопреобразователь в рабочее положение установив координаты: х = 50, у = 83, z = 145.

• 7.29 Запустить программу управления подвижной платформой перемещения ламп «LAMPS.vi».

^h LAMPS.vi Front Panel

Рис. 4 Внешний вид интерфейса пользователя программы «LAMPS.vi»

• 7.30 Переместить ксеноновую лампу в рабочее положение с помощью программы «LAMPS.vi», установив в поле «POSITION» координату х = 337,5.

• 7.31 Запустить программу «YCTAHOBKA BOJIHbl.vi» и установить в ней длину

волны монохроматора 680 нм._____________________________________________

^ь SystemExample.vi Front Panel                                 ||Г~ГЦХ

Рис. 5 Вид интерфейса пользователя программы «УСТАНОВКА ВОЛНЫ.vi»

• 7.32 Открыть окно программы измерения дифференциальной чувствительности фотопреобразователей «MEAS_V.vi».

  

Рис. 6 Внешний вид интерфейса пользователя программы «MEAS V.vi»

• 7.33 Запустить программу «MEAS V.vi» нажатием на в верхней части окна программы. При запуске программы проводится инициализация приборов. По окончании инициализации кнопка пуск становится активной и загорается зеленым цветом.

• 7.34 Дождаться, когда значение температуры термостатированной платформы с фотопреобразователем, указанное в поле «ТЕМПЕРАТУРА ЯЧЕЙКИ» достигнет 25 °C. Время ожидания составляет порядка 2-х часов.

• 7.35   Проверить равномерность освещения рабочей поверхности фотопреобразователя.

• 8. ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

8.1 Внешний осмотр

• 8.1.1 При внешнем осмотре должно быть установлено:

• -    отсутствие механических повреждений солнечного элемента фотопреобразователя, нагрузочного сопротивления и соединительных проводов;

• - наличие маркировки (наименование и заводской номер фотопреобразователя);

• 8.1.2 Фотопреобразователи считаются прошедшими операцию поверки, если они соответствуют требованиям вышеперечисленных операций.

8.2 Опробование

• 8.2.1 Подключить к выходным контактам фотопреобразователя цифровой мультиметр из состава метрологического комплекса в режиме измерения напряжения.

• 8.2.2 Осветить фотопреобразователь с помощью настольной лампы или какого либо еще осветителя и измерить напряжение на его выходных контактах.

• 8.2.3 Фотопреобразователи считаются прошедшими операцию поверки, если выходное напряжение изменяется при изменении уровня освещенности.

• 8.3 Определение метрологических характеристик

  • 8.3.1 Определение тока короткого замыкания фотопреобразователя при его температуре 25 °C и освещении солнечным излучением спектрального состава АМО на уровне 1367 Вт/м²

    • 8.3.1.1  Измерение относительной спектральной чувствительности фотопреобразователя в спектральном диапазоне от 380 до 760 нм

      • 8.3.1.1.1  Установить в рабочее положение ксеноновую лампу из состава метрологического комплекса. Для этого в программе управления подвижной платформой перемещения ламп «LAMPS.vi» в поле «POSITION» установить координату х = 37.

      • 8.3.1.1.2 Установить фотопреобразователь в рабочее положение в соответствии с п. 7.28.

      • 8.3.1.1.3 Подключить фотопреобразователь к трансимпедансному усилителю из состава метрологического комплекса, для этого подключить штекеры кабеля фотопреобразователя к клеммам “Solar Cell” по 4-х проводной схеме. Вывод фотопреобразователя со знаком «+» двумя проводами подключается к красным клеммам трансимпедансного усилителя с обозначениями «Ап. Sense» и «Anode», а вывод фотопреобразователя со знаком «-» подключается к черным клеммам с обозначениями «Cathode» и «Cat. Sense».

      • 8.3.1.1.4 Открыть окно программы «MEAS V.vi».

      • 8.3.1.1.5 В области «ИСХОДНЫЕ ПАРАМЕТРЫ» задать исходные данные сканирования:

• - начальную длину волны сканирования 380 нм;

• - конечную длину волны сканирования 760 нм;

• - шаг сканирования 10 нм;

• - число измерений 10;

• - экспозиция 16;

• - заводской номер фотопреобразователя;

• - размеры щелей монохроматора 2, 2,2.

• 8.3.1.1.6 Удостовериться, что тумблеры в области «Блокировка» находятся в правильном положении:

• - тумблер «лампы» должен быть в верхнем положении;

• - тумблер «терм» переключить в нижнее положение для измерения температуры термостатированной платформы с фотопреобразователем;

• - тумблер «моно» должен быть в нижнем положении, что обеспечит запуск инициализация монохроматора при каждом запуске программы;

• - тумблер «мульт» должен быть в нижнем положении, что обеспечит запуск инициализация мультиметра при каждом запуске программы.

• 8.3.1.1.7 Удостовериться, что тумблеры в центральной области находятся в правильном положении:

• - тумблер «Сравн» может быть в любом положении;

• - тумблер «Измер фона» должен быть в нижнем положении.

• 8.3.1.1.8 Запустить программу «MEAS_V.vi» нажатием на в верхней части окна программы.

• 8.3.1.1.9 Включить блок питания трансимпедансного усилителя.

• 8.3.1.1.10 Нажать кнопку «Пуск» в окне программы «MEAS_V.vi». При этом звучит звуковой сигнал и начинается процесс сканирования. В окне «Режим» надпись начинает мигать красным цветом. После окончания сканирования индикатор «готово» загорается зеленым цветом. Результаты измерений сигналов фотопреобрпзователя и фотоприемника мониторинга автоматически записываются в файл, находящийся в папке: Рабочий стол \Labview 8.2\ [папка с номером фотопреобразователя]\Хеп.

• 8.3.1.1.11   Выключить блок питания трансимпедансного усилителя Agilent Е3620А.

• 8.3.1.1.12 Установить эталонный приемник в рабочее положение в соответствии с п. 7.26.

• 8.3.1.1.13 Подключить эталонный приемник к трансимпедансному усилителю, для этого подключить штекеры кабеля эталонного приемника к клеммам “Solar Cell” по 4-х проводной схеме. Вывод эталонного приемника со знаком «+»двумя проводами подключается к красным клеммам трансимпедансного усилителя с обозначениями «Ап. Sense» и «Anode», а вывод эталонного приемника со знаком «-» подключается к черным клеммам с обозначениями «Cathode» и «Cat. Sense».

• 8.3.1.1.14 В окне программы «MEAS V.vi» установить тумблер «терм» в верхнее положение.

• 8.3.1.1.15 Запустить программу «MEAS V.vi» нажатием на в верхней части окна программы.

• 8.3.1.1.16 Включить блок питания трансимпедансного усилителя.

• 8.3.1.1.17  Запустить измерения нажатием кнопку «Пуск» в программе «Meas_V.vi». Результаты измерений сигналов эталонного приемника и фотоприемника мониторинга автоматически записываются в файл, находящийся в папке: Рабочий стол \Labview 8.2\ [папка с номером фотопреобразователя]\РТВ_Хеп.

• 8.3.1.1.18 Выключить блок питания трансимпедансного усилителя.

• 8.3.1.1.19 Повторить измерения по п.п. 8.3.1.1.2 - 8.3.1.1.18 пять раз.

• 8.3.1.2 Измерение относительной спектральной чувствительности фотопреобразователя в спектральном диапазоне от 720 до 1100 нм

  • 8.3.1.2.1 Установить в рабочее положение галлогенную лампу из состава метрологического комплекса. Для этого в программе управления подвижной платформой перемещения ламп «LAMPS.vi» в поле «POSITION» установить координату х = 337,5.

  • 8.3.1.2.2 Установить фотопреобразоветль в рабочее положение в соответствии с п. 7.29 и подключить его в соответствии с п. 8.3.1.1.3.

  • 8.3.1.2.3 Открыть окно программы «MEAS_V.vi».

  • 8.3.1.2.4 Установить начальную длину волны сканирования 720 нм и конечную длину волны - 1100 нм, установить тумблер «терм» в нижнее положение.

  • 8.3.1.2.5 Запустить программу «MEAS V.vi» нажатием на в верхней части окна программы.

  • 8.3.1.2.6 Включить блок питания трансимпедансного усилителя.

  • 8.3.1.2.7  Запустить измерения нажатием кнопку «Пуск» в программе «Meas_V.vi». Результаты измерений сигналов фотопреобрпзователя и фотоприемника мониторинга автоматически записываются в файл, находящийся в папке: Рабочий стол \Labview 8.2\ [папка с номером фотопреобразователя]\Оа1.

  • 8.3.1.2.8 Выключить блок питания трансимпедансного усилителя.

  • 8.3.1.2.9 Установить эталонный приемник в рабочее положение в соответствии с п. 7.26 и подключить его в соответствии с п. 8.3.1.1.13.

  • 8.3.1.2.10 В окне программы «MEAS V.vi» установить тумблер «терм» в верхнее положение.

  • 8.3.1.2.11 Запустить программу «MEAS V.vi» нажатием на в верхней части окна программы.

  • 8.3.1.2.12 Включить блок питания трансимпедансного усилителя.

  • 8.3.1.2.13  Запустить измерения нажатием кнопку «Пуск» в программе «Meas V.vi». Результаты измерений сигналов эталонного приемника и фотоприемника мониторинга автоматически записываются в файл, находящийся в папке: Рабочий стол \Labview 8.2\ [папка с номером фотопреобразователя]\PTB_Gal.

  • 8.3.1.2.14 Выключить блок питания трансимпедансного усилителя.

  • 8.3.1.2.15 Повторить измерения по п.п. 8.3.1.2.2 - 8.3.1.2.14 пять раз.

• 8.3.1.3 Измерение относительной дифференциальной спектральной чувствительности фотопреобразователя в спектральном диапазоне от 380 до 760 нм при первом, втором и третьем уровнях смещающего излучения (в пределах тока фотопреобразователя, генерируемого смещающим излучением, не более 180 мА)

  • 8.3.1.3.1 Установить в рабочее положение ксеноновую лампу в соответствии с п. 8.З.2.1.1.

  • 8.3.1.3.2 Выдвинуть платформу с фотопреобразователем, для этого в программе «XYZ.vi» задать координату х = 350.

  • 8.3.1.3.3 Закрепить на фотопреобразователе заслонку излучения в открытом положении.

  • 8.3.1.3.4 Установить фотопреобразователь в рабочее положение согласно п. 7.29 и подключить его в соответствии сп. 8.3.1.1.3.

  • 8.3.1.3.5 Включить блок питания трансимпедансного усилителя.

  • 8.3.1.3.6 Открыть окно программы «MEAS V.vi».

  • 8.3.1.3.7 Установить начальную длину волны сканирования 380 нм и конечную длину волны - 760 нм, в поле «Комментарий» ввести запись «Лампы А 1, 2» для 1-го уровня смещающего излучения, «D 4, 5» для 2-го уровня смещающего излучения, «D 4, 5, 6» для 3-го уровня смещающего излучения, или «D 1, 4, 5, 6, 7» для 4-го уровня смещающего излучения, установить тумблер «терм» в нижнее положение.

  • 8.3.1.3.8 Выбрать на коммутаторе набор ламп 1-го уровня смещающего излучения нажатием на соответствующие кнопки ряда А, лампы № 1,2.

  • 8.3.1.3.9 Включить смещающее излучение нажатием на кнопки «START» блоков питания ламп.

  • 8.3.1.3.10 Запустить программу «MEAS_V.vi» нажатием на в верхней части окна программы.

  • 8.3.1.3.11  Запустить измерения нажатием кнопку «Пуск» в программе «MeasV.vi». Результаты измерений сигнала и тока короткого замыкания фотопреобразователя автоматически записываются в файл, находящийся в папке: Рабочий стол \Labview 8.2\ [папка с номером фотопреобразователя]\Хеп. Проверить наличие файла в соответствующей папке.

  • 8.3.1.3.12 Повторить измерения по п.п. 8.3.1.3.10-8.3.1.3.11 пять раз.

• 8.3.2.3.13 Нажать на кнопки «STOP» блоков питания ламп.

• 8.3.2.3.14 Повторить измерения по п.п. 8.3.2.3.6 - 8.3.2.3.13 для второго и третьего уровня смещающего излучения.

• 8.3.1.4 Измерение относительной дифференциальной спектральной чувствительности фотопреобразователя в спектральном диапазоне от 380 до 760 нм при третьем и четвертом уровнях смещающего излучения (в пределах тока фотопреобразователя, генерируемого смещающим излучением, более 180 мА)

  • 8.3.1.4.1 Повернуть заслонку на фотопреобразователе так, чтобы она закрывала половину чувствительную площадку фотопреобразователя.

  • 8.3.1.4.2 Повторить измерения по п.п. 8.3.1.3.6 - 8.3.1.3.13 для третьего уровня смещающего излучения.

  • 8.3.1.4.3  Рассчитать коэффициент ослабления смещающего излучения по формуле 1:

    

_ Isc а»(Х,Е_Вз)

Ise ЬаИ(Л^ЕВз)

где Iscаи&> Евз) ■ значение сигнала фотопреобразователя на длине волны X при третьем уровне смещающего излучения Евз, измеренное в п.п. 8.3.1.3;

Isc half (Л Евз) ■ значение сигнала фотопреобразователя на длине волны X при третьем уровне смещающего излучения Евз, измеренное в п.п. 8.3.2.4.2.

• 8.3.1.4.4 Повторить измерения по п.п. 8.3.1.3.6 - 8.3.1.3.13 для четвертого уровня смещающего излучения.

• 8.3.1.4.5 Рассчитать значения сигнала фотопреобразователя на длине волны X при четвертом уровне смещающего излучения Евд по формуле 2:

kcQ» Ев4) ^{= a}G) ’ LsChalfQ» Е_В4)               (2)

где I_sc half (Л» Е-В4-) - значение сигнала фотопреобразователя на длине волны X при четвертом уровне смещающего излучения Евд, измеренное в п. 8.3.1.4.4.

• 8.3.1.4.6 Повернуть заслонку на фотопреобразователе так, чтобы она не закрывала чувствительную площадку фотопреобразователя.

• 8.3.1.4.7 Выключить блок питания трансимпедансного усилителя.

• 8.3.1.4.8 Выключить блок питания ксеноновой лампы.

• 8.3.1.4.9 Закрыть подачу воды для охлаждения ксеноновой лампы.

• 8.3.1.5 Измерение относительной дифференциальной спектральной чувствительности фотопреобразователя в спектральном диапазоне от 720 до 1100 нм при первом, втором и третьем уровнях смещающего излучения (в пределах тока фотопреобразователя, генерируемого смещающим излучением, не более 180 мА)

  • 8.3.1.5.1 Установить в рабочее положение галогенную лампу в соответствии с п. 8.З.2.2.1.

  • 8.3.1.5.2 Включить блок питания трансимпедансного усилителя.

  • 8.3.1.5.3 Открыть окно программы «MEAS V.vi».

  • 8.3.1.5.4 Установить начальную длину волны сканирования 720 нм и конечную длину волны - 1100 нм, в поле «Комментарий» ввести запись «Лампы А 1, 2» для 1-го уровня смещающего излучения, «D 4, 5» для 2-го уровня смещающего излучения, «D 4, 5, 6» для 3-го уровня смещающего излучения, или «D 1, 4, 5, 6, 7» для 4-го уровня смещающего излучения, установить тумблер «терм» в нижнее положение.

  • 8.3.1.5.5 Выбрать на коммутаторе набор ламп 1-го уровня смещающего излучения нажатием на соответствующие кнопки ряда А, лампы №1,2.

  • 8.3.1.5.6 Включить смещающее излучение нажатием на кнопки «START» блоков питания ламп.

  • 8.3.1.5.7 Запустить программу «MEAS V.vi» нажатием на в верхней части окна программы.

  • 8.3.1.5.8 Запустить измерения нажатием кнопку «Пуск» в программе «Meas_V.vi». Результаты измерений сигнала и тока короткого замыкания фотопреобразователя автоматически записываются в файл, находящийся в папке: Рабочий стол \Labview 8.2\ [папка с номером фотопреобразователя]\Оа1. Проверить наличие файла в соответствующей папке.

  • 8.3.1.5.9 Повторить измерения по п.п. 8.3.1.5.7 - 8.3.1.5.8 пять раз.

  • 8.3.1.5.10 Нажать на кнопки «STOP» блоков питания ламп.

  • 8.3.1.5.11 Повторить измерения по п.п. 8.3.1.5.3 - 8.3.1.5.10 для второго и третьего уровня смещающего излучения.

• 8.3.1.6 Измерение относительной дифференциальной спектральной чувствительности фотопреобразователя в спектральном диапазоне от 720 до 1100 нм при третьем и четвертом уровнях смещающего излучения (в пределах тока фотопреобразователя, генерируемого смещающим излучением, более 180 мА)

  • 8.3.1.6.1 Повернуть заслонку на фотопреобразователе так, чтобы она закрывала половину чувствительную площадку фотопреобразователя.

  • 8.3.1.6.2 Повторить измерения по п.п. 8.3.1.5.3 - 8.3.1.5.11 для третьего уровня смещающего излучения.

  • 8.3.1.6.3  Рассчитать коэффициент ослабления смещающего излучения по формуле 2.

  • 8.3.1.6.4 Повторить измерения по п.п. 8.3.1.5.3 - 8.3.1.5.11 для четвертого уровня смещающего излучения.

  • 8.3.1.6.5 Рассчитать значения сигнала фотопреобразователя на длине волны X при четвертом уровне смещающего излучения Е_В4 по формуле 3.

  • 8.3.1.6.6 Повернуть заслонку на фотопреобразователе так, чтобы она не закрывала чувствительную площадку фотопреобразователя.

  • 8.3.1.6.7 Выключить блок питания трансимпедансного усилителя.

• 8.3.1.7   Измерение абсолютной спектральной чувствительности фотопреобразователя на длине волны 680 нм

  • 8.3.1.7.1 Убедиться, что галогенная лампа находится в рабочем положении.

  • 8.3.1.7.2 В программе «XYZ.vi» установить координату X = 50, Y = 83, Z = 550.

  • 8.3.1.7.3 Подобрать такие две координаты Y в программе «XYZ.vi», чтобы эталонный приемник в рабочем положении располагался на уровне верхней и нижней частей солнечной ячейки фотопреобразователя.

  • 8.3.1.7.4 С помощью 2-х проводных кабелей подключить: фотопреобразователь на 1-й канал усилителя фототока PH-39PU из состава метрологического комплекса, фотоприемник мониторинга из состава метрологического комплекса на 2-й канал усилителя, эталонный приемник излучения на 3-й канал усилителя.

  • 8.3.1.7.5  К выходам усилителя подключить соответствующие каналы мультиплексора мультиметра Keithley 2000-20 из состава метрологического комплекса.

  • 8.3.1.7.6 Вывести из излучения метрологического комплекса модулятор.

  • 8.3.1.7.7 С помощью программы «УСТАНОВКА BOJIHbl.vi» установить на монохроматоре длину волны 680 нм.

  • 8.3.1.7.8 Открыть программу «ИЗМ КОСМ.уЬ.

    

Рис. 7 Вид интерфейса пользователя программы «H3M_KOCM.vi»

• 8.3.1.7.9 Внести в поле «ЧИСЛО ЦИКЛОВ» значение 5, а также внести в области «Ячейка» значения координат X, Y и Z рабочего положения фотопреобразователя, а в области «Эт.пр.(1)» и «Эт.пр.(2)» координаты рабочих положений эталонного приемника с учетом п. 8.3.1.7.3.

• 8.3.1.7.10 Запустить программу «H3M_KOCM.vi» нажатием на в верхней части окна программы.

• 8.3.1.7.11 Ввести в поле «Номер ячейки» заводской номер фотопреобразователя.

• 8.3.1.7.12 Запустить измерения нажатием на свободное пространство окна

программы «H3M_KOCM.vi». Результаты измерений автоматически записываются в файл, находящийся в папке:     Рабочий стол/Labview 8.2/[номер

фотопреобразователя]/АЬз/[дд.мм.гггг]-[порядковый номер измерений].

• 8.3.1.7.13 Повторить измерения по п.п. 8.3.1.7.10 - 8.3.1.7.12.

• 8.3.1.7.14 Выключить блок питания галогенной лампы.

• 8.3.1.7.15 Выключить все приборы метрологического комплекса.

• 8.3.1.7.16 Закрыть подачу охлаждающей воды.

8.3.1.8 Определение тока короткого замыкания фотопреобразователя при температуре 25 °C при освещении его солнечным излучением спектрального состава АМО на уровне 1367 Вт/м²

• 8.3.1.8.1 Рассчитать абсолютное значение спектральной чувствительности фотопреобразователя на длине волны 680 нм по формуле 3:

  s;_bs(680) =

  ^SC‘^mD'Sp(680)

  ip-imsc

  (3)

  где T_sc - среднее значение сигнала фотопреобразователя, измеренное в п. 8.3.1.7;

  T_mSc - среднее значение сигнала фотоприемника мониторинга при измерении сигнала фотопреобразователя, измеренное в п. 8.3.1.7;

  T_D - среднее значение сигнала эталонного приемника, измеренное в п. 8.3.1.7;

  LnD • среднее значение сигнала фотоприемника мониторинга при сигнала измерении эталонного приемника, измеренное в п. 8.3.1.7;

  S_d(680) - абсолютное значение спектральной чувствительности приемника на длине волны 680 нм.

  8.3.1.8.2 Рассчитать относительную спектральную чувствительность фотоприемника для каждой длины волны по формуле 4:

  измерении

  эталонного

  эталонного

SdOT = 5^-                   (4)

где S_D(X) - абсолютная спектральная чувствительность эталонного приемника; 5р(Х,)тах - максимальное значение абсолютной спектральной чувствительности

эталонного приемника.

• 8.3.1.8.3 Рассчитать спектральное распределение излучения монохроматического осветителя из состава метрологического комплекса по формуле 5:

(5)

где Id (Л) - значение сигнала эталонного приемника из состава метрологического комплекса на длине волны X, измеренное в п.п. 8.3.1.1 и 8.3.1.2;

1пю(Л) ^_ значение сигнала фотоприемника мониторинга на длине волны X, измеренное в п.п. 8.3.1.1 и 8.3.1.2 одновременно с сигналами эталонного приемника.

• 8.3.1.8.4   Рассчитать относительную спектральную чувствительность

фотопреобразователя без смещающего излучения по формуле 6:

где I_sc (X) - значение сигнала фотопреобразователя на длине волны X, измеренное в п.п. 8.3.1.1 и 8.3.1.2;

I_msc(A) ‘ значение сигнала фотоприемника мониторинга на длине волны X, измеренное в п.п. 8.3.1.1 и 8.3.1.2 одновременно с сигналами фотопреобразователя.

• 8.3.1.8.5 Рассчитать относительную дифференциальную спектральную чувствительность фотопреобразователя для каждого уровня смещающего излучения Eei по формуле 7:

  S”(M_sc(E_Bi)) =

!sc(X,E_Bi)

!mSc(X,EBi) 'Sms (X)

где I_Sc (A, Ejji) ~ значение сигнала фотопреобразователя на длине волны X при уровне смещающего излучения Евь измеренное в п.п. 8.3.1.3 и 8.3.1.4;

I_msc(AiE_Bi) - значение сигнала фотоприемника мониторинга на длине волны X при уровне смещающего излучения E_Bi, измеренное в п.п. 8.3.1.3 и 8.3.1.4.

• 8.3.1.8.6 Рассчитать относительную спектральную чувствительность, нормированную на длине волны 680 нм для каждого уровня смещающего излучения по формуле 8:

• 8.3.2 Определение напряжения на нагрузочном сопротивлении фотопреобразователя при температуре 25 °C при освещении его солнечным излучением спектрального состава АМО на уровне 1367 Вт/ м²

  • 8.3.2.1 Отсоединить положительный вывод фотопреобразователя от нагрузочного сопротивления и закрепить его на изолированной поверхности.

  • 8.3.2.2 Подключить к выводам сопротивления по 4-х проводной схеме прецизионный цифровой мультиметр Agilent 3458А следующим образом:

Плюсовой вывод нагрузочного сопротивления подключить двумя проводами к входам мультиметра Hi [Sense(4 wire) и Input(2 wire)], а минусовой вывод нагрузочного сопротивления подключается двумя проводами к входам мультиметра Lo [Sense(4 wire) и Input(2 wire)].

• 8.3.2.3 Прогреть мультиметр в течение 2-х часов.

• 8.3.2.4 Произвести измерение сопротивления в соответствии с руководством по эксплуатации мультиметра.

• 8.3.2.5 Подключить минусовой вывод нагрузочного сопротивления к входам мультиметра Hi, а плюсовой вывод нагрузочного сопротивления к входам мультиметра Lo и после 10 минутной выдержки произвести измерение сопротивления.

• 8.3.2.6 Рассчитать среднее значение сопротивления по результатам измерений, полученных в п.п. 8.3.2.4 и 8.3.2.5.

• 8.3.2.7 Повторить измерения по п.п. 8.3.2.4 - 8.3.2.6 пять раз.

• 8.3.2.8 Рассчитать среднее арифметическое значение сопротивления нагрузочного сопротивления по формуле 12:

« = (12)

где R[ - i-й результат измерения нагрузочного сопротивления полученный в п. 8.3.2.6.

• 8.3.2.9    Рассчитать напряжение на нагрузочном сопротивлении фотопреобразователя по формуле 13:

Ur i ⁼ Istc i ' R                              (13)

где I_STC i - i-e значение тока короткого замыкания рассчитанное в п. 8.3.1.8.12;

• 8.3.2.10  Рассчитать среднее арифметическое значение напряжение на нагрузочном сопротивлении фотопреобразователя по формуле 14:

• 8.3.2.11 Фотопреобразователи считаются прошедшими поверку, если результат измерений напряжения на нагрузочном сопротивлении фотопреобразователя при температуре 25 °C при освещении его солнечным излучением спектрального состава АМО на уровне 1367 Вт/м² не отличается от значений, приведенных в табл. 4 более чем на 4,3 %

Таблица 4

• 8.3.3 Определение доверительных границ погрешности результата измерений напряжения на нагрузочном сопротивлении фотопреобразователя при температуре 25 °C при освещении его солнечным излучением спектрального состава АМО на уровне 1367 Вт/ м²

8.3.3.1 Рассчитать среднее квадратическое отклонение результата измерений напряжения на нагрузочном сопротивлении по формуле 15:

^URi-UR)²

20

(15)

• 8.3.3.2 Определить границы неисключенной систематической погрешности 0^ результата измерений путем суммирования неисключенных систематических погрешностей средств измерений, метода и погрешностей 0;, вызванных другими источниками. Эти границы вычисляются по формуле 16:

^2 = ±к JsU 9?                    (16)

где к - коэффициент, определяемый принятой доверительной вероятностью Р. Для доверительной вероятности Р = 0,95 к = 1,1;

0! - неисключенная систематическая погрешность, определяемая погрешностью Метрологического комплекса для измерений характеристик солнечных элементов «МК-СЭ», составляющая 1,3 %;

0₂ - неисключенная систематическая погрешность, определяемая погрешностью измерения сопротивления нагрузочного в п. 8.3.2.8. Рассчитать по формуле 17:

_л _ юо-(5-1О-М+з-ю-⁵)

О') фотопреобразователя, составляющая 2,0 %.

Определить доверительные границы £ случайной погрешности результата измерений по формуле 18:

£ = t-5(i7_R)                           (18)

где С - коэффициент Стьюдента, который при п = 5 и доверительной вероятности Р = 0,95 составляет 2,776;

В соответствии с ГОСТ Р 8.736-2011 в случае ^<0,8, то неисключенными систематическими погрешностями по сравнению со случайными пренебрегают и принимают, что доверительные границы погрешности результата измерений напряжения на нагрузочном сопротивлении Д([/_л) = е.

Если ~ >8, то случайной погрешностью по сравнению с систематической пренебрегают и принимают, что доверительные границы погрешности результата измерений напряжения на нагрузочном сопротивлении Д((7_д) = 9%.

В случае если эти неравенства не выполняются, доверительные границы погрешности результата измерений напряжения на нагрузочном сопротивлении определяют по формуле 18:

Д(ВД ~ К ' $хи                       (19)

где S_su - среднее квадратическое отклонение суммы случайных и неисключенных систематических погрешностей результатов измерений напряжения на нагрузочном сопротивлении, определяемое по формуле 20:

К - коэффициент, зависящий от соотношения случайной и неисключенной систематической погрешностей результатов измерений напряжения на нагрузочном сопротивлении, рассчитываемый по формуле 21:

е+0х

$(UR)+^Si=iy

• 8.3.3.3 Фотопреобразователи считаются прошедшими поверку, если доверительные границы погрешности результата измерений напряжения на нагрузочном сопротивлении фотопреобразователя при температуре 25 °C при освещении его солнечным излучением спектрального состава AM0 на уровне 1367 Вт/м² не превышает

• 4,3 %.

9. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

9.1 Фотопреобразователи, прошедшие поверку с положительным результатом, признаются годными и допускаются к применению. На них выдаются свидетельства о поверке установленной формы с указанием полученных по п.п. 8.3.1 - 8.3.3 фактических значений метрологических характеристик фотопреобразователей и (или) наносят знак поверки (место нанесения указано в описании типа) согласно Приказу Министерства промышленности и торговли Российской Федерации №1815 от 02.07.2015 г. «Об утверждении Порядка проведения поверки средств измерений, требования к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке», и фотопреобразователи допускают к эксплуатации. Результаты поверки заносятся в протокол (приложение А).

• 9.2 При отрицательных результатах поверки фотопреобразователи признаются негодными, не допускаются к применению. Свидетельство о предыдущей поверке и (или) знак поверки аннулируют и выписывают «Извещение о непригодности» с указанием причин в соответствии с требованиями Приказа Министерства промышленности и торговли Российской Федерации №1815 от 02.07.2015 г.

Начальник лаборатории подразделения М-4

ФГУП «ВНИИОФИ»

Инженер 1 кат. подразделения М-4

ФГУП «ВНИИОФИ»

П. Морозова

Катышева

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(рекомендуемое) к Методике поверки Фотопреобразователи лучистого потока кремниевые КФЛП-3

ПРОТОКОЛ №     от

Поверки СИ

Общие данные о поверяемом средстве измерения:

Наименование

Тип                                  _____________________________________

Зав. №                                  ________________________________________

Хранитель средства измерения

ИНН

Метрологические характеристики:

Единица                               ______________________________________

Размерность                              __________________________________________

Спектральный диапазон                   ________________________________________

Доверительные границы погрешности

результата измерений напряжения          ________________________________________

Условия измерений:

• - температура окружающего воздуха, °C                         от 15 до 35

• - относительная влажность воздуха, %, не более                       75

• - атмосферное давление, кПа                                  от 96 до 104

Результаты измерений.

Ток короткого замыкания фотопреобразователя при температуре 25 °C при освещении его солнечным излучением спектрального состава АМО на уровне 1367 Вт/м² составляет___

Напряжение на нагрузочном сопротивлении фотопреобразователя при температуре 25 °C при освещении его солнечным излучением спектрального состава АМО на уровне 1367 Вт/ м² составляет____________

Доверительные границы погрешности результата измерений напряжения на нагрузочном сопротивлении фотопреобразователя при температуре 25 °C при освещении его солнечным излучением спектрального состава АМО на уровне 1367 Вт/м² составляют______

Поверка проведена с применением___________________________________________

Поверено в соответствии с «Фотопреобразователи лучистого потока кремниевые

КФЛП-3. Методика поверки» № МП 010.М4-16, утвержденным ФГУП «ВНИИОФИ» «01» февраля 2016 г.

По результатам поверки средство измерений признано соответствующим описанию утвержденного типа ГРСИ №_______________.

Поверку проводил____________________________