Характеристики оценки калибровочного коэффициента при передаче единицы средней мощности лазерного излучения

Рассмотрены вопросы передачи единицы средней мощности лазерного излучения от эталонного преобразователя соответствующего эталона к контрольному измерительному преобразователю эталона в последовательной схеме передачи информации. Установлено, что большое различие постоянных времени данных преобразователей приводит к увеличению погрешности измерений. Для её уменьшения предложен алгоритм, основанный на усреднении результатов многократных измерений при определении основного параметра передачи единицы средней мощности – калибровочного коэффициента. Аналитически исследованы статистические характеристики оценки калибровочного коэффициента. В модели измерительных преобразователей с сосредоточенными параметрами первого порядка при усреднении результатов многократных измерений получены соотношения, характеризующие влияние коррелированной стационарной флуктуационной составляющей нестабильности мощности излучения лазера на определение калибровочного коэффициента. Показано, что в качестве калибровочного коэффициента в этом случае целесообразно применять медиану распределения его оценки, поскольку данная оценка является несмещённой и состоятельной. Получены выражения для погрешности оценки калибровочного коэффициента и представлены зависимости, по которым можно установить требуемое время усреднения измерений и число отсчётов измеряемых сигналов. Применение предложенного алгоритма в Государственном первичном эталоне единицы средней мощности лазерного излучения ГЭТ 28-2016 позволяет улучшить его метрологические характеристики.

1. Основы оптической радиометрии / Под ред. проф. А. Ф. Котюка. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. 542 с.

2. Длугунович В. А., Исаевич А. В., Круплевич Е. А. Методика калибровки средств измерений средней мощности лазерного излучения // Материалы VIII Международной научно-технической конференции «Метрология и измерительная техника» (Метрология 2012), Харьков 2012. С. 315–318.

3. Bai Xu, The Journal of Engineering, 2019, vol. 23, pp. 8806– 8811. https://doi.org/10.1049/joe.2018.9111

4. Длугунович В. А., Исаевич А. В., Круплевич Е. А., Насенник Л. Н. Влияние характеристик излучения лазеров на точность калибровки средств измерений // Приборы и методы измерений. 2015. Т. 6. № 1. С. 31–38.

5. Москалюк С. А. Направленный синтез унифицированного ряда эталонов единицы средней мощности лазерного излучения: автореф. дис. канд. техн. наук (ВНИИОФИ, Москва, 2004).

6. Золотаревский Ю. М., Ковалёв А. А., Костин А. А. и др. Компьютерное моделирование оптического радиометра // Измерительная техника. 2003. № 2. С. 12–16.

7. Иванов В. С., Котюк А. Ф., Либерман А. А. [и др.]. Фотометрия и радиометрия оптического излучения (Общ. курс). 2-е изд. М.: Полиграф сервис, 2002. 212 с.

8. Азизов А. М., Гордов А. Н. Точность измерительных преобразователей. Л.: Энергия, 1975. 256 c.

9. Райцин А. М. Измерение отношения двух нормально распределённых случайных величин // Измерительная техника. 2012. № 9. с. 7–11.

10. Линник Ю. В. Метод наименьших квадратов и основы теории обработки наблюдения. М.: Физматгиз, 1962.

11. Кендалл М., Стюарт А. Теория распределений: пер. с англ. В. В. Сазонова, А. Н. Ширяева; под ред. А. Н. Колмогорова. М.: Наука, 1966. 587 с.

12. Шиховцев И. В., Якубов В. П. Статистическая радиофизика. Курс лекций. Новосибирск: НГУ, 2011. 157 с.