ГОСТ Р 59606-2021. Национальный стандарт Российской Федерации. Оптика и фотоника. Устройства фотоприемные второго и последующих поколений. Методы измерений фотоэлектрических параметров и определения характеристик

4.5 Метод измерения максимального (минимального) значения фотоотклика и диапазона выходного сигнала

4.5.1 Сущность метода

4.5.1.1 Метод применяют для измерения максимального и минимального значений фотоотклика и диапазона выходного сигнала ФЧЭ ФПУ или канала ВЗН ФПУ, среднего значения максимального, минимального значений фотоотклика и диапазона выходного сигнала ФПУ, определения разброса максимального, минимального значений фотоотклика и диапазона выходных сигналов ФПУ.

4.5.1.2 За максимальное (минимальное) значение фотоотклика ФЧЭ или канала ВЗН ФПУ принимают фотоотклик канала, соответствующий полностью заполненной (незаполненной) ячейке накопления.

4.5.1.3 За диапазон выходного сигнала ФЧЭ или канала ВЗН ФПУ принимают разность максимального и минимального значений фотоотклика данного ФЧЭ или канала ВЗН ФПУ.

4.5.1.4 За средние значения максимального, минимального фотоотклика и диапазона выходного сигнала ФПУ или канала ВЗН ФПУ принимают их среднее значение по недефектным элементам.

4.5.1.5 За разброс максимального (минимального) значения фотоотклика и диапазона выходного сигнала ФПУ или канала ВЗН ФПУ принимают их СКО по недефектным элементам.

4.5.2 Средства измерений и вспомогательное оборудование

Требования к СИ и вспомогательному оборудованию - по 4.1.2.

4.5.3 Подготовка к измерениям

Подготовка к измерениям - по 4.1.3.

4.5.4 Проведение измерений

4.5.4.1 Климатические требования - по 4.1.4.1.

4.5.4.2 Выполняют действия по 4.1.4.2, 4.1.4.3.

4.5.4.3 Источник излучения настраивают на заданный режим. При измерении сигнала ФПУ УФ и коротковолнового ИК диапазонов спектра источник излучения выключают или закрывают, а для ФПУ с холодной диафрагмой устанавливают температуру поверхности АЧТ, равную 300 К, если иное не указано в ТУ на ФПУ конкретного типа или в ином документе, регламентирующем порядок проведения измерений. Допускается проводить измерение без АЧТ и источника излучения.

4.5.4.4 Обеспечивают минимальное заполнение ячейки накопления за счет установки минимально возможного времени накопления и/или установки соответствующего напряжения смещения на ФЧЭ и/или другим методом, указанном в ТУ или в другом документе на ФПУ конкретного типа, или в ином документе, регламентирующем порядок проведения измерений.

4.5.4.5 Записывают не менее 64 кадров.

4.5.4.6 Обеспечивают максимальное заполнение ячейки накопления за счет установки максимально возможного времени накопления и/или установки соответствующего напряжения смещения на ФЧЭ и/или другим методом, указанном в ТУ или в другом документе на ФПУ конкретного типа, или в ином документе, регламентирующем порядок проведения измерений.

4.5.4.7 Записывают число кадров, такое же, как в 4.5.4.5.

4.5.5 Обработка результатов

4.5.5.1 Минимальное значение фотоотклика ФЧЭ с номером i,j или канала ВЗН ФПУ f1_i_,_j в единицах счета АЦП вычисляют по формуле

ГОСТ Р 59606-2021. Национальный стандарт Российской Федерации. Оптика и фотоника. Устройства фотоприемные второго и последующих поколений. Методы измерений фотоэлектрических параметров и определения характеристик (32)

где f1_c_,_i_,_j - фотоотклик ФЧЭ с номером i,j в кадре c из последовательности по 4.5.4.5;

c - индекс номера кадра в последовательности по 4.5.4.5;

N - число кадров в последовательности по 4.5.4.5.

4.5.5.2 Максимальное значение фотоотклика ФЧЭ с номером i,j или канала ВЗН ФПУ f2_i_,_j в единицах счета АЦП вычисляют по формуле

где f2_c_,_i_,_j - фотоотклик ФЧЭ с номером i,j в кадре из последовательности по 4.5.4.7;

c - индекс номера кадра в последовательности по 4.5.4.7;

N - число кадров в последовательности по 4.5.4.7.

4.5.5.3 Диапазон выходного сигнала ФЧЭ или канала ВЗН ФПУ в единицах счета АЦП вычисляют по формуле

. (34)

4.5.5.4 Среднее значение минимального фотоотклика ФПУ f1_ФПУ вычисляют по формуле

где M - число недефектных элементов (или каналов ВЗН) ФПУ.

4.5.5.5 Среднее значение максимального фотоотклика ФПУ f2_ФПУ вычисляют по формуле

4.5.5.6 Среднее значение диапазона сигнала ФПУ (в единицах счета АЦП) вычисляют по формуле

4.5.5.7 Разброс минимальных значений фотоотклика ФПУ (в единицах счета АЦП) f1_{разбр.ФПУ} вычисляют по формуле

4.5.5.8 Разброс максимальных значений фотоотклика ФПУ (в единицах счета АЦП) f2_{разбр.ФПУ} вычисляют по формуле

4.5.5.9 Разброс значений диапазона сигнала ФПУ (в единицах счета АЦП) вычисляют по формуле

4.5.5.10 При необходимости представления полученных результатов в вольтах необходимо полученные значения умножить на коэффициент преобразования БЭО K_БЭО. Метод определения K_БЭО приведен в приложении А.

4.5.5.11 Расчет неопределенности измерения максимального (минимального) значения фотоотклика и диапазона выходного сигнала ФЧЭ (или канала ВЗН) ФПУ

Основными источниками неопределенности максимального (минимального) значения и диапазона выходного сигнала аналоговых(ого) каналов(а) ФПУ являются шум ФЧЭ и погрешность измерения сигнала.

Относительную погрешность измерения минимального и максимального значений фотоотклика ФЧЭ (или канала ВЗН) ФПУ вычисляют по формулам:

, (41)

, (42)

где - относительная погрешность измерения среднего значения шума ФПУ, вычисленная по формуле (11);

- относительное значение неопределенности, вызванное погрешностью измерения коэффициента преобразования БЭО K_БЭО. Метод расчета значения неопределенности K_БЭО приведен в приложении А. Значение неопределенности K_БЭО принимают равным нулю при измерении ФПУ с цифровыми выходами или при измерении параметров в единицах счета АЦП.

Относительную погрешность измерения диапазона сигнала ФЧЭ (или канала ВЗН) ФПУ вычисляют по формуле

. (43)

4.5.5.12 Расчет неопределенности измерения среднего минимального (максимального) значения фотоотклика и диапазона выходного сигнала ФПУ (или канала ВЗН) ФПУ

Основным источником неопределенности данного измерения является погрешность измерения средних значений сигнала отдельных ФЧЭ ФПУ.

Относительную неопределенность измерений среднего значения минимального фотоотклика вычисляют по формуле

, (44)

где - относительная погрешность измерения среднего значения шума ФПУ, вычисленная по формуле (11).

Относительную неопределенность измерений среднего значения максимального фотоотклика вычисляют по формуле

. (45)

Относительную неопределенность измерений среднего значения диапазона выходного сигнала вычисляют по формуле

. (46)

4.5.5.13 Расчет неопределенности разброса средних значений минимального, максимального фотоотклика и диапазона выходного сигналов ФПУ (или канала ВЗН) ФПУ

Относительную погрешность измерения разброса значений минимального фотоотклика ФПУ вычисляют по формуле

где N_ФПУ - среднее значение шума ФПУ, вычисленное по формуле (4);

K - число кадров при проведении измерений по 4.5.4.5.

Относительную погрешность измерения разброса значений максимального фотоотклика ФПУ вычисляют по формуле

Относительную погрешность измерения разброса значений диапазона выходных сигналов ФПУ вычисляют по формуле

4.5.5.14 Погрешность определения с заданной вероятностью P = 0,95 не должна выходить за пределы интервала:

- не более +/- 6% - для максимального и минимального значений фотоотклика и диапазона выходного сигнала ФЧЭ ФПУ или канала ВЗН ФПУ;

- не более +/- 4% - для среднего значения максимального, минимального значений фотоотклика и диапазона выходного сигнала ФПУ;

- не более +/- 4% - для разброса максимального, минимального значений фотоотклика и диапазона выходного сигнала ФПУ.