Способ определения характеристик спектрофотометра

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТ РИСТИК СПЕКТРОФОТОМЕТРА, включающи измерение сигналов, поступающих от экрана, поверхность которого состоит из двух частей - белой и черной, отличающийся тем,что, с целью повьшения производительности и снижения трудоемкости процесса определения характеристик спектрофотометра , его входное отверстие и экран перемещают друг относительно друга в направлении, перпендикулярном прямолинейной границе, делящей поверхность экрана на две равные части, одна из которых однородно белая, а другая т-, однородно черная, измеряют выходные сигналы спектрофотометра, после того как его поле зрения заполнено только одной частью экрана, а прекращают измерение тогда, когда попе зрения спектрофотометра заполнится другой частью экрана, после чего по полученной зависимости мезкду величиной выходного сигнала и величиной перемещения (Определяют характеристики спектр офо томе тра.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (l9) () 1) (5()4 G 01 Т 1/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЪ|ТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3706536/? 4-25 (22) 05.12.83 (46) 30.09.85. Бюл. )) 36 (72) Ю.Е.Самсонов (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт сельскохозяйственной метеорологии (53) 535.853.673(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

FJ 374570% кл. С 02 Р 27/32, 1970.

Авторское свидетельство СССР

Р 572659, кл. G 01 J 1/04, С 02 F 27/32, 1974.

Авторское свидетельство СССР

9 693120, кл. G 01 J 1/04, G 02 F 27/32, 1976.

Красильщиков Л.В. и др. Фотоэлектрические измерения спектральных относительных коэффициентов яркости. Труды ГГО, вып.68, Л.: Гидрометеоиэдат, 1957, с.152-163. (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК СПЕКТРОФОТОМЕТРА, включающий измерение сигналов, поступающйх от экрана, поверхность которого состоит из двух частей - белой и черной, отличающийся тем,что, с целью повышения производительности и снижения трудоемкости процесса определения характеристик спектрофотометра, его входное отверстие и экран перемещают друг относительно друга в направлении, перпендикулярном прямолинейной границе, делящей поверхность экрана на две равные части, одна as которых однородно белая, а другая — . однородно черная, измеряют выходные сигналы спектрофотометра, после то- I

ro как его поле зрения заполнено толь.— ко одной частью экрана, а прекращают измерение тогда, когда поле зрения спектрофотометра заполнится другой частью экрана, после чего по полу- о ченной зависимости между величиной выходного сигнала и величиной перемещения дпределяют характеристики спектрофотометра.

1 1182

Изобретение относится к фотометрии, а точнее к способам определения харак— теристик спектрофотометров (СКФ),. и может быть использовано при их проверке и градуировке. 5

Целью изобретения является повышение производительности и снижение трудоемкости процесса определения характеристик СКФ.

На фиг.1 представлена схема уста- 10 новки для определения характеристик спектрофотометра по предлагаемому способу; на фиг.2 — графическая зависимость полученных оптических характе эистик спектрофотометра по предложен-15 рому методу.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

Спектральную плотность потока излучения определяют по формуле

У=М S (2) M — светимость объекта;

S — площадь объекта, заполнившая 45 поле зрения объекта.

Для двухкомпонентной отражательной системы выражение (2) имеет вид

1 1 2 2 (3)

При измерении сигналов от двухкомпонентной системы, состоящей из белой и черной частей, светимость и площадь которых соответственно М Б,и NzS

2 2 выходной сигнал спектрофотометра при 55 постоянных условиях освещения (Е = const ) пропорционален, площади

S так как M 2 — О, и, следовательДля определения характеристик или

20 градуир овки измерит ельног о прибора обычно подают входные сигналы известной величины и измеряют соответствующие им выходные сигналы. По соотношению входных и выходных сигналов определяют характеристики прибора и градуируют его.

При измерении спектрофотометром отраженных от объекта сигналов его выходной сигнал определяется по формуле

П.„=1 9(1 (33 d3 (1)

7 ф где Р (а) — спектральная плотность потока излучения, S (R) — относительная спектраль-35 ная чувствительность приемника излучения; h — длина волны излучения.

275 2 нг, второе слагаемое пренебрежимо мало.

Таким образом, перемещая перед входным отверстием спектрофотометра экран, поверхность которого поделена на две равные части — белую и черную, можно получить выходной сиг нал, зависящий только от.площади отражающей поверхности.

Граница раздела обеих частей должна быть прямолинейной, это позволяет не юстировать входное отверстие относительно линии раздела и упрощает определение характеристик спектрофотометра.

Перемещая экран относительно спектрофотометра перпендикулярно прямолинейной границе раздела и начиная измерения с того момента, когда поле зрения. спектрофотометра занято только одной частью экрана, и кончая измерения тогда, когда поле зрения будет заполнено другой частью экрана, задают весь ряд значений входных сиг налов от минимального до максималь ного, получая таким образом соответствующий ряд выходных сигналов.

Можно перемещать перпендикулярно линии раздела и входное отверстие спектрофотометра относительно экрана.

Установка для определения характеристик спектрофотометра по предлагаемому способу (фиг.1) содержит полевой спектрофотометр 1, экран 2, поделенный на две части.

Экран представляет собой пластину, одна половина поверхности которой покрыта равномерно нанесенным порошком окиси магния (М О). Коэффициент отражения такой поверхности »95 Х.

Другая половина экрана представляет собой участок, покрытый сажей. Коэффициент отражения такой поверхности близок к нулю. Экран устанавливают горизонтально. Над ним на высоте Н (примерно 1 — 1,5 м) размещают приемное устройство спектрофотометра так, чтобы элементы конструкции не затемняли измеряемый участок экрана и чтобы линия визирования располагалась перпендикулярно линии раздела на экране. Контроль горизонтального положения экрана осуществляется по уровню.

Перемещение осуществляют дискретно с произвольно выбранным, но постоянным по величине шагом дискретизации.

1182275

За начальное положение при перемещении принимают такое, при котором поле зрения спектрофотометра заполнено черной частью экрана. При определении длины волны осуществляют перемещение до тех пор, пока поле зрения спектрофотометра не заполнится белой частью экрана ° В процессе перемещения измеряют выходные сигналы спектрофотометра при фиксированных 10 значениях перемещения экрана.

На основе полученных данных строится графическая зависимость относительной величины выходных сигналов спектрофотометра от расстояния (фиг.2) .

По полученной графической зависимости определяют расстояние, на которое переместилась линия раздела экрана при прохождении всего диапазо- щ на изменения входных сигналов спектрофотометра, от минимального до максимального.

Это расстояние определяет величину диаметра круга, соответствую- 25 щего полю зрения приемного устройства спектрофотометра. По известной высоте установки приемного устройства над экраном и полученной величине диаметра поля зрения рассчитывается угол поля зрения приемного устройства спектрофотометра по формуле

М, = 2 arctg —, d

2Н (4)

35 где oc — угол поля зрения приемного устройства;

d — диаметр круга, соответствующего полю зрения приемного устройства в данной геометрии40 измерения;

Н вЂ” высота установки приемного устройства спектрофотометра над экраном.

Определение погрешности проводят следующим образом.

По полученному значению диаметра круга, который виден приемному ус-, тройству спектрофотометра с данной высоты Н,. рассчитывают площадь круга и площади сегментов, отсекаемых черным полем от белого круга в точках, соответствующих шагам дискретизации, в которых проводились измерения.

Приняв площадь белого круга за

100 7., рассчитывают площади сегментов в процентах, данные наносят на графическую зависимость (фиг.2) и таким образом получают теоретическую кривую изменения площади белой части экрана при постепенном усечении ее черной частью. При наличии "идеального" приемного устройства изменение яркости поля экрана подчинялось бы такому же закону, что и изменение площади круга. Вследствие неидеаль ности приемного устройства СКФ кривые, полученные экспериментально, отличаются от идеальной теоретической кривой.

Максимальное отклонение экспериментальных значений от теоретических определяют величину погрешности спектрофотометра.

По сравнению с прототипом (4) данный способ позволяет определить не только систематическую погрешность прибора, но также угол зрения прибора.

При простом перемещении входного отверстия спектрофотометра ипи экрана перпендикулярно линии раздела экрана на две части можно эа одно перемещение от черной части к белой получить не менее двух характеристик прибора и отградуировать его.

Отпадает необходимость в юстировке. входной щели .спектрофотометра относительно каких-либо линий на экране.

v8 ®

Составитель Б.Широков

Редактор Н.Горват Техред А.Бабинец Корректор Л.Бескид

Заказ 6092/36 Тираж 896 Подписное

BHHKIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент"„ г.ужгород, ул.Проектная, 4