Способ определения характеристик спектрофотометра

(53)4 С 01 .Т 1/04 0 ПИСДНИЕ ИЗ 0 Б ЕткНия,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЪТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРР 374570, кл. С 02 Р 27/32, 1970.Авторское свидетельство СССРР 572659, кл. С 01 Л 1/04,С 02 Р 27/32, 1974.Авторское свидетельство СССРВ 693120, кл. С 01 3 1/04,С 02 Р 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, поступающих от экрана, поверхность которого состоит из двух частей - белой и черной, о т л и ч а ю щ и й с я 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 иэ которых однородно белая, а другая - . однородно черная, измеряют выходные сигналы спектрофотометра, после то- ф го 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- Ф ченной зависимости между величиной выходного сигнала и величиной перемещения дпределяют характеристики спектрофотометра.1 1182Изобретение относится к фотометрии,а точнее к способам определения характеристик спектрофотометров (СКФ),. иможет быть использовано при их проверке и градуировке.5Целью изобретения является повышение производительности и снижениетрудоемкости процесса определения характеристик СКф.На фиг.1 представлена схема уста Оновки для определения характеристикспектрофотометра по предлагаемому способу; на фиг.2 - графическая зависимость полученных оптических характеристик спектрофотометра по предложен гому методу,Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.Для определения характеристик или20градуировки измерительного прибораобычно 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 спектрофотометромотраженных от объекта сигналов еговыходной сигнал определяется по формуле"ььв =1 ф Ж Б (а с 1 Э) (1)7,где Ф (а) - спектральная плотностьпотока излучения,Б (А - относительная спектраль-З 5ная чувствительностьприемника излучения;Ф - длина волны излучения.40Спектральную плотность потока излучения определяют по формуле(2)М - светимость объекта;Б - площадь объекта, заполнившая 45поле зрения объекта.Для двухкомпонентной отражательнойсистемы выражение (2) имеет видУ= М 1 ББ (3) При измерении сигналов от двухкомпонентной системы, состоящей из белой и черной частей, светимость и площадь которых соответственно МБ,и М Б2 йф выходной сигнал спектрофотометра при 55 постоянных условиях освещения( Е = сопят ) пропорционален, площади Б , так как М- 0, и, следователь 275 2нг, 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 сигнал, 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 будетзаполнено другой частью экрана, задают весь ряд значений входных сигналов от минимального до максимального, 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 (МО). Коэффициент отражения такой поверхности 95 Е. 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 пе" ремещение до тех пор, пока поле зрения спектроАотометра не заполнится белой частью экранаВ процессе перемещения измеряют выходные сигналы спектрофотометра при фиксированных 1 О значениях перемещения экрана.На основе полученных данных строится графическая зависимость относительной величины выходных сигналов спектроАотометра от расстояния (фиг.2) .По полученной графической зависимости определяют расстояние, на которое переместилась линия раздела экрана при прохождении всего диапазо на изменения входных сигналов спектрофотометра, от минимального до максимального.Это расстояние определяет величину диаметра круга, соответствую щего полю зрения приемного устройства спектройотометра. По известной высоте установки приемного устройства над экраном и полученной величине диаметра поля зрения рассчитывается угол поля зрения приемного устройства спектроАотометра по фор- муле М,= 2 агср2 Н 1(4)35 где м - угол поля зрения приемногоустройства;Й - диаметр круга, соответствующего полю зрения приемногоустройства в данной геометрииизмерения;Н - высота установки приемногоустройства спектроАотометранад экраном. 4Определение погрешности проволят следующим образом.По полученному значению диаметра круга, которыйвиденприемному 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 спектройотометра.По сравнению с прототипом (4) данный способ позволяет определить не только систематическую погрешность прибора, но также угол зрения прибора.При простом перемещении входного отверстия спектроАотометра 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 .спектройотометра относи" тельно каких-либо линий на экране.1182275 ид 4%Составитель Б,Широков Редактор Н.Горват Техред А.Бабинец Корректор Л.Бескид Заказ 6092/36 Тираж 896 Подписное ВНИКНИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент" г.ужгород, ул.Проектная, 4