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

4.2 Метод измерения сигнала

4.2.1 Сущность метода

4.2.1.1 Метод применяют для измерения сигнала ФЧЭ ФПУ, среднего значения сигнала ФПУ и определения разброса значений сигналов ФЧЭ по всей фоточувствительной области ФПУ.

4.2.1.2 За значение сигнала с ФЧЭ ФПУ или канала ФПУ (для приемников с ВЗН) принимают разность математических ожиданий (средних арифметических значений) значений фотооткликов с ФЧЭ или канала, рассчитанных по последовательности кадров, при двух различных известных потоках излучения или температурах АЧТ.

4.2.1.3 За среднее значение сигнала ФПУ принимают среднее арифметическое значение сигналов с ФЧЭ ФПУ по недефектным элементам.

4.2.1.4 За значение разброса сигналов с ФЧЭ ФПУ принимают СКО значение сигналов с ФЧЭ ФПУ по недефектным элементам. В случае выбранной области за разброс сигналов с ФЧЭ выбранной области принимают СКО сигналов с недефектных ФЧЭ выбранной области.

4.2.2 Средства измерений и вспомогательное оборудование

Требования к СИ и вспомогательному оборудованию - по 4.1.2.

4.2.3 Подготовка к измерениям

Подготовка к измерениям - по 4.1.3.

4.2.4 Проведение измерений

4.2.4.1 Климатические требования - по 4.1.4.1.

4.2.4.2 Выполняют действия по 4.1.4.2 - 4.1.4.4.

4.2.4.3 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.

4.2.4.4 Записывают не менее 64 кадров. Допускается использовать последовательность кадров или ее часть, полученную при измерении значения шума по 4.1.4.6.

4.2.4.5 Источник излучения настраивают на заданный режим. При измерении сигнала с ФПУ УФ и коротковолнового ИК диапазонов спектра источник излучения включают или открывают, а для ФПУ с холодной диафрагмой устанавливают температуру поверхности АЧТ, равную 303 К, если иное не указано в ТУ на ФПУ конкретного типа или в ином документе, регламентирующем порядок проведения измерений.

4.2.4.6 Записывают кадры (число кадров такое же, как в 4.2.4.4).

4.2.5 Обработка результатов

4.2.5.1 Значение сигнала с ФЧЭ или канала ВЗН ФПУ S_ФЧЭ (в единицах счета АЦП) вычисляют по формуле

 

, (14)

 

где - среднее значение фотоотклика ФЧЭ по "холодным кадрам", полученное по последовательности кадров в 4.2.4.3, 4.2.4.4;

- среднее значение фотоотклика ФЧЭ по "горячим кадрам", полученное по последовательности кадров в 4.2.4.5, 4.2.4.6.

4.2.5.2 Среднее значение сигнала с ФПУ S_ФПУ (в единицах счета АЦП) вычисляют по формуле

 

(15)

 

где S_m - значение сигнала с ФЧЭ S_ФЧЭ в m-м недефектном ФЧЭ, вычисленное по формуле (14);

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

4.2.5.3 Значение разброса сигналов с ФЧЭ S_разбр (в единицах счета АЦП) вычисляют по формуле

 

(16)

 

4.2.5.4 При необходимости представления полученных результатов в вольтах (значения сигнала с ФЧЭ ФПУ, среднего значения сигнала с ФПУ и разброса значений сигналов с ФЧЭ ФПУ) необходимо умножить значения, вычисленные по формулам (14), (15), (16) соответственно, на коэффициент преобразования БЭО K_БЭО. Метод определения K_БЭО приведен в приложении А.

4.2.5.5 Расчет неопределенности измерения сигнала с ФЧЭ ФПУ

Основными источниками неопределенности измерения сигнала с ФЧЭ ФПУ являются: шум ФЧЭ ФПУ, точность измерения, которая зависит от числа кадров, шума БЭО, коэффициента преобразования БЭО, нестабильности источника излучения.

Относительная погрешность измерения сигнала с ФЧЭ или канала ВЗН ФПУ с учетом погрешностей измерения сигналов "горячего" и "холодного" кадров вычисляют по формуле

 

, (17)

 

где - относительная погрешность измерения шума ФЧЭ без засветки ("холодный кадр");

- относительная погрешность измерения шума ФЧЭ с засветкой ("горячий кадр");

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

При этом погрешность единичного измерения сигнала с ФЧЭ ФПУ вычисляют по формуле

 

, (18)

 

где N_ФЧЭ - значение шума ФЧЭ, вычисленное по формуле (2).

4.2.5.6 Расчет неопределенности измерения среднего значения сигнала ФПУ

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

Относительную погрешность измерения сигнала ФПУ вычисляют по формуле

 

, (19)

 

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

4.2.5.7 Расчет неопределенности разброса значений сигналов ФЧЭ

Относительную погрешность измерения разброса вычисляют по формуле

 

, (20)

 

где - относительное значение неопределенности разброса шума ФПУ, вычисленное по формуле (13);

- относительная погрешность измерения сигнала ФЧЭ, вычисленная по формуле (17).

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

- не более +/- 6% - для сигнала ФЧЭ ФПУ;

- не более +/- 2% - среднего значения сигнала ФПУ;

- не более +/- 4% - неопределенности разброса средних значений сигналов ФЧЭ по ФПУ.