Измерение метрологических характеристик светофильтров

Процедура измерений кривой пропускания светофильтра

Для выполнения необходимых измерений кривой пропускания светофильтра следует выполнить следующее:

  • Получить у преподавателя цветной фильтр и в зависимости от его типа установить на барабане длин волн значения: 700 нм для красного фильтра, 600 ем для зеленого фильтра и 500 нм для синего фильтра.
  • Установить переключатель 7 (рис.2) в положение "Закрыто" Регулировкой нуле добиться нулевого показания стрелочного прибора. Если этого сделать не удается, нужно поставить значение близкое к нулю, но зафиксировать по цифровому прибору значение фототока, соответствующего закрытому фотоприемнику. Обращать внимание на знак сигнала! В дальнейшем при измерении фототоков это значение, т.н. темнотой ток нужно прибавлять или вычитать из показания прибора.
  • Открыть фотоприемник ручкой 7 (рис.2) и изменением коэффициентов усиления или раскрытием выходной щели установить стрелку прибора на конец шкалы, что соответствует 100% пропусканию или 0 по шкале оптической плотности. Показания милливольтметра будут близки к 1В.
  • Вращая барабан длин волн, зафиксировать фототоки , соответствующие различным длинам волн в соответствии с таблицей 1 через 10 нм.

Измерения дадут спектральное распределение интенсивности источника света в том диапазоне длин волн, в котором нужно определить пропускание фильтра. Для оценки погрешности измерения в каждой точке следует повторить три раза, вычислив среднее значение и среднеквадратичное отклонение по формулам 3 и 4.

Длина волны

λ

Измерения 1о

Среднее значение

СКО формула 3

№1

№2

№3

λmax

 

 

 

 

 

λmax-10

 

 

 

 

 

λmax-20

 

 

 

 

 

λmax-30

 

 

 

 

 

λmax-40

 

 

 

 

 

λmax-50

 

 

 

 

 

λmax-60

 

 

 

 

 

λmax-70

 

 

 

 

 

λmax-80

 

 

 

 

 

λmax-90

 

 

 

 

 

λmax-100

 

 

 

 

 

  • Закрыв шторку 7 (рис 2), установить фильтр в кюветное отделение, для чего нужно поднять крышку кюветного отделения. Закрыв эту крышку, открывают шторку 7 и проводят измерения при тех же длинах волн и в той же последовательности, в которой измерялось , т.е. сначала устанавливают  для фильтра и через 10 нм снимают показания в 10 точках, повторяя эту процедуру трижды. Результаты заносятся в таблицу по форме таблицы 2.
  • По результатам рисуют график зависимости  от длины волны и зависимости  от длины волны.
  • При оформлении протокола случайную погрешность считать для доверительной вероятности О,9 (90%). Значение дроби Стьюдента при трех независимых измерениях .
  • Вычисляют значения пропускания фильтра  по формуле 2 и оптической плотности  для всех десяти измеренных длин волн, используя при вычислениях средние значения  и  (формула 1).
  • Изобразить графики пропускания фильтров и оптической плотности от длины волны.

УСТАНОВКУ ФИЛЬТРА, А ТАКЖЕ ВСЕ ПРОЧИЕ ОПЕРАЦИИ В КЮВЕТНОМ ОТДЕЛЕНИИ СЛЕДУЕТ ПРОИЗВОДИТЬ ТОЛЬКО ПРИ ЗАКРЫТОЙ ШТОРКЕ ФОТОПРИЕМНИКА!

В протокол следует внести

  1. Длину волны максимума пропускания в нанометрах.
  2. Ширину профиля кривой пропускания на половине максимального значения  в нанометрах.
  3. Значения случайной погрешности измерений – доверительный интервал для доверительной вероятности 0,90 (90%) для .
  4. Значения систематической погрешности, связанной с градуировкой шкалы, спектрофотометра.
  5. В протоколе должны быть указаны давление, температура и влажность воздуха в помещении, в котором проводились измерения.

Контрольные вопросы

  1. Какие физические величины измеряет спектрофотометр?
  2. В чем состоит принцип действия спектрофотометра СФ-26?
  3. Какие операции следует выполнить, чтобы измерить на СФ-26:  Пропускание образца и Оптическую плотность образца.
  4. Что такое спектральное разрешение спектрофотометра?
  5. Как оценить погрешность измерений на спектрофотометре?
  6. Что такое стандартные образцы пропускания?