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低温辐射计计量特性、测量装置及量值传递方法的研究

作　者: 吕亮
导　师: 林延东
学　校: 中国计量科学研究院
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 低温辐射计陷阱探测器面响应均匀性偏振特性角度特性温度系数激光功率稳定器窗口透射比腔体吸收比
分类号: TH744
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

低温辐射计作为当今世界公认的最准确的光辐射测量手段已经被全世界很多国家作为研究重点。陷阱探测器具备的诸多优点使之成为低温辐射计进行量值传递的工具。实验表明陷阱探测器的一些特性对量值传递过程产生着不可忽视的影响，比如：响应均匀性、偏振特性、角度特性、温度系数。通过一系列针对性的实验，定量确定了这些因素对量值的影响。围绕低温辐射计，进行了其他的外围实验和研究。包括激光光路结构及其调整方法、激光功率稳定器的使用和改进方法、低温辐射计窗口透射比及腔体吸收比的测量方法和测量结果。利用自行开发的新低温辐射计测量软件，对低温辐射计系统特性进行了详细研究分析，给出了测量参数的合理设置方法。最后给出采用虚拟光源方法对系统整体性能指标的考察结果。在对陷阱探测器和低温辐射计进行系统实验研究的基础上，实现了利用陷阱探测器对低温辐射计量值的传递，并且对数据进行了不确定度分析。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章引言  7-11
  1.1 低温辐射计的发展历史  7
  1.2 低温辐射计在光辐射计量领域的重要性  7-9
  1.3 低温辐射计技术的发展及现状  9-10
  1.4 论文主要研究内容介绍  10-11
第2章基于低温辐射计的光功率测量系统原理  11-18
  2.1 光电替代法光辐射功率测量的基本原理  11
  2.2 低温辐射计与绝对辐射计的比较  11-12
  2.3 系统结构组成和工作原理  12-16
    2.3.1 低温辐射计  13-15
    2.3.2 系统中的关键设备介绍  15-16
  2.4 低温辐射计电替代测量方法的计算公式  16-18
第3章光路结构和调整方法  18-20
  3.1 光路及其调整  18-19
  3.2 光路中关键部分的选择和调整  19-20
第4章激光功率稳定装置  20-29
  4.1 激光功率稳定器(LPC)介绍  20
  4.2 使用激光功率稳定器(LPC)的一些问题分析  20-22
  4.3 创新和问题的解决  22-23
  4.4 外部模拟调制的软件实现和算法  23-29
    4.4.1 数字 PID控制原理  24-27
    4.4.2 采用数字 PID对 LPC进行外部模拟调制的实现  27-29
第5章陷阱探测器相关特性的研究  29-54
  5.1 陷阱探测器的结构原理  29-30
  5.2 陷阱探测器面响应均匀性的实验内容  30-35
    5.2.1 实验装备和实验条件  30-31
    5.2.2 实验软件流程图  31
    5.2.3 实验结果  31-35
  5.3 陷阱探测器偏振特性的实验内容  35-43
    5.3.1 实验方案  35
    5.3.2 实验装备和实验条件  35-37
    5.3.3 实验结果  37-39
    5.3.4 结论及分析  39-43
  5.4 陷阱探测器角度特性的实验内容  43-48
    5.4.1 实验方案  43
    5.4.2 实验装置和实验条件  43-44
    5.4.3 实验结果  44-48
    5.4.4 结论及分析  48
  5.5 探测器温度系数的测量  48-54
    5.5.1 实验方案  48-51
    5.5.2 实验装备和实验条件  51-52
    5.5.3 试验结果  52-53
    5.5.4 结论及分析  53-54
第6章低温辐射计系统软件介绍  54-56
  6.1 进行新系统软件开发的原因  54
  6.2 牛津Radiox软件与新软件相比的不足之处  54-56
第7章基于低温辐射计的光辐射功率测量  56-72
  7.1 低温辐射计主要光学性能的测量  56-61
    7.1.1 低温辐射计窗口透射比的测量  56-60
    7.1.2 低温辐射计腔体吸收率测量  60-61
  7.2 低温辐射计特性研究  61-72
    7.2.1 热连管定标  61-62
    7.2.2 电功率加热稳定性  62-64
    7.2.3 正反极性电加热实验考察  64-66
    7.2.4 温度判稳中延时和域值设置的合理性考察  66-67
    7.2.5 高低电替代功率间隔的大小对实验结果的影响  67-70
    7.2.6 用电功率代替光功率对系统整体性能的考察  70-72
第8章利用陷阱探测器进行量值传递  72-75
  8.1 实验方案  72-73
  8.2 实验数据及不确定度分析  73-75
第9章结论  75-76
参考文献  76-78
致谢  78

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