Государственный первичный эталон единицы энергетической яркости инфракрасного излучения ГЭТ 48-2018

Рассмотрены этапы развития и совершенствования верхнего звена эталонной базы метрологического обеспечения средств измерений энергетической яркости. Изложены основные принципы воспроизведения и передачи единицы энергетической яркости. Повышение требований к метрологическому обеспечению средств измерений энергетической яркости обусловило создание Государственного первичного эталона единицы энергетической яркости инфракрасного излучения ГЭТ 48-2018. Приведено описание ГЭТ 48-2018 и входящих в его состав излучателей – абсолютно чёрных тел на основе фазовых переходов чистых веществ (ртути, воды, галлия, индия, олова, цинка, алюминия и меди), а также радиометров-компараторов, применяемых для передачи единицы энергетической яркости рабочим эталонам и средствам измерений. Исследованы конструкции излучателей типа абсолютно чёрного тела и аппаратуры для реализации необходимого теплового режима. Проведённые исследования показали долговременную стабильность и высокую воспроизводимость разработанных излучателей типа абсолютно чёрного тела на основе реперных точек чистых веществ. Для повышения чувствительности и снижения шумов в радиометрах-компараторах усовершенствована оптическая схема, установлены современные оптико-акустические приёмники излучения (ячейки Голея) и применены синхронные усилители для обработки измеренного выходного сигнала приёмников излучения. Это позволило уменьшить погрешность передачи единицы энергетической яркости. Проведённые исследования, направленные на поддержание современного научно-технического уровня метрологических характеристик ГЭТ 48-2018 и его составных частей, подтверждают, что воспроизводимые значения энергетической яркости составляют 54,36; 100,39; 151,80; 614,96; 1173,4; 4151,0; 13691; 61282 Вт/(ср.м2) с расширенной неопределённостью не более 1,5.10–3отн. ед. В настоящее время ГЭТ 48-2018 возглавляет систему метрологического обеспечения средств измерений энергетической яркости, широко применяемых в оборонно-промышленном комплексе, для обеспечения жизнедеятельности, исследований космического пространства и охраны окружающей среды.

1. Бабушкин В. В., Долгих И. И., Либова И. В. Современное состояние и метрологическое обеспечение радиометрии инфракрасного излучения. Обзорная информация Вып. 1. Сер. «Метрологическое обеспечение измерений». М.: ВНИИКИ, 1983. 64 р.

2. Бабушкин В. В., Бабушкина В. Я., Ищенко В. Ф., Облапохин И. Н. Исследование энергетической яркости низкотемпературных излучателей путем прямого сличения с образцовой моделью АЧТ. Методы и средства высокоточных спектрометрических и радиометрических измерений // Сборник научных трудов НПО «Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева». Ленинград: Энергия, Ленинградское отделение, 1980.

3. Долгих И. И., Сидорин В. К. Состояние и перспективы развития эталонной базы в области радиометрии ИК излучения // Измерительная техника. 1995. № 10. C. 26–29.

4. Белозеров А. Ф., Омелаев А. И., Филипов В. Л. Современные направления применения ИК радиометров и тепловизоров в научных исследованиях и техники // Оптический журнал. 1998. № 6. C. 16.

5. Бабушкин В. В., Бабушкина В. Я., Долгих И. И., Либова И. В. Государственный специальный эталон единицы энергетической яркости для инфракрасного излучения // Измерительная техника. 1981. № 2. C. 24–28.

6. Долгих И. И., Походун А. И., Рыболовлева О. В., Смирнова В. В. Государственный первичный эталон единицы энергетической яркости инфракрасного излучения // Измерительная техника. 2001. № 10. С. 3–6.

7. Долгих И. И., Сильд Ю.А. Государственный первичный специальный эталон единицы энергетической яркости инфракрасного излучения ГЭТ 48-2001 // Российская Метрологическая Энциклопедия. 2-е изд. Т. 1. СПб.: ИИФ «Лики России», 2015. С. 651–655.

8. Sild Iu. A., Vizulaynen E. V., Ivanova M. A., Enhancement of the state primary standard of the unit of total radiance, Proc. NEWRAD 2021, Conference arranged online by NIST, Boulder, USA, June 21–24, 2021, pp. 138–139. https://doi.org/10.5281/zenodo.4882794

9. Preston-Thomas H., The International Temperature Scale of 1990 (ITS-90), Metrolgia, vol. 27, no. 1, pp. 3–10. https://doi.org/10.1088/0026-1394/27/1/002

10. Sild Iu. A., Vizulaynen E. V., Improving cell for black body sources of aluminum fi xed point, Proc. NEWRAD 2014, Conference in Espoo, Finland, 24–27 June 2014, pp. 151–152.