JJG 309-2001 500K～1000K黑体辐射源检定规程.pdf

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1、ZTZTG 中华人民共和国国家计量检定规程J J G 309-2001 500 K 1 000 K黑体辐射源The Blackbody Radiators at the 500 K 1 000 K 2001- 06 -05发布2001-10一01实施国家质量监督检验检疫总局发布JJG 309-2001 500 K -., 1 000 K黑体辐射源检定规程Verification Regulation 。fthe Blackbody Radiators at the 500 K 1 000 K JJG 309-2001 :代替JJG309-1983:本规程经国家质量监督检验检疫总局于2001年0

2、6月05日批准，并自2001年10月01日起施行。归口单位:全国光学计量技术委员会起草单位:中国测试技术研究院国防科工委光学计量一级站本规程委托全国光学计量技术委员会负责解释本规程主要起草人:杨华元梁培苏红雨参加起草人:岳文龙.JJG 309- 2001 (中国测试技术研究院)(国防科工委光学计量一级站)(中国测试技术研究院)(国防科工委光学计量一级站)JJG 309- 2001 目录1 范围(1 ) 2 概述(1 ) 3 术语(1 ) 3.1 有效辐射面(1 ) 3.2 有效腔长(1 ) 3.3 有效发射率(1 ) 3.4 等效发射率(川3.5 材料表观发射率(1 ) 4 计量性能要求(1

3、) 5 通用技术要求(1 ) 5.1 外观(1 ) 5.2 工作状态(2 ) 6 计量器具控制(2 ) 6.1 检定条件(2 ) 6.2 检定项目(3 ) 6.3 检定方法(4 ) 6.4 检定结果处理(8 ) 6.5 检定周期(8 ) 附录A500 K - 1 000 K黑体辐射源检定记录格式(9 ) 附录B500 K- 1 000 K黑体辐射源检定证书(背面)格式(13) JJG 309-2001 500 K - 1 000 K黑体辐射源检定规程1 范围本规程适用于500Kl 000 K标准和工作黑体辐射源的首次检定、后续检定和使用中检验。500Kl 000 K黑体辐射源的定型鉴定和样机试

4、验中对有关计量性能的要求可参照本规程执行。2 概述500 K1 000 K黑体辐射源(简称黑体)是指工作在500K - 1 000 K温度范围(固定温度点工作或可调温度点工作)内的，其辐射出射度M可用斯式藩-玻尔兹曼定律M=T4进行描述的红外辐射源。黑体常用于红外元器件以及红外仪器整机性能测试，按其计量特性分为标准黑体和工作黑体两种。3 术语3.1 有效辐射面指检测器视场与黑体空腔相交所截取的面积。3.2 有效腔长空腔纵向从底部到整个腔体长度的2/3处的部分称为有效腔长。3.3 有效发射率若黑体在有效腔长内其温度分布是均匀的，其辐射出射度与同温度下理想黑体的辐射出射度之比值称为有效发射率。3.

5、4 等效发射率若黑体在有效腔长内其温度分布有一定的温度梯度，其辐射出射度与同温度下理想黑体的辐射出射度之比值称为等效发射率。3 .5 材料表观发射率表面未经抛光的材料的辐射出射度与同温度下理想黑体的辐射出射度之比值称为材料表观发射率。4 计量性能要求(如表1所示)5 通用技术要求5.1 外观5. 1. 1 应有铭牌，铭牌上有名称、型号、编号、主标志等。1 JJG 309-2001 表1计量性能要求序号性能指标1 有效辐射面直径黑腔长比LIR体(L腔的长度，R腔开口半径)腔几有效辐射面中心，腔的开口中心，黑体前表何面开口中心应在同一轴线上，其偏差不应超余三Y量过应配有相应的控温仪，达到设定温度值

6、所需用时间2 黑在到达温度稳定后，其温度的稳定性体的温测温的不确定度度特性腔体的有效辐射面其温度的均匀性腔体纵向温度的均匀性3 实测有效发射率辐射特在检定周期内，实测有效发射率的变化性5. 1. 2 外形尺寸合理，便于使用和检测。5. 1.3 结构紧凑，坚固可靠。标准黑体注20mm 二三100.5 mm 3 h 0.0002 T /h 主三0.0005T 三二0.0005T O.1 T (2/3 L内)二三0.990.01 5. 1. 4 腔体内表面氧化膜或涂料元明显剥落和污染。5. 1. 5 应具有腔形结构图，并标明具体尺寸和有效辐射面的位置。5.2 工作状态5.2.1 水冷式的水管无漏水，

7、风冷式的风扇应元震动和异常声响。工作黑体二三12mm 二月0.5 mm 3h 0.001 T /h 0.003 T 运0.005T 运0.01T ( 112 L内)二三0.970.02 5.2.2 通电加温后壳体和空腔体不得带电，腔内无水汽或挥发物出现。5.2.3 黑体在规定的温度区域内正常工作时，前表面温度不得超过环境温度10Ko 6 计量器具控制计量器具控制包括首次检定、后续检定和使用中检验。6.1 检定条件6.1.1 检定环境条件2 JJG 309-2001 实验室应为暗室，元强空气对流，温度为(20士2)C，相对湿度80%;元强电磁干扰和振动。6. 1.2 检定设备(如表2所示)表2检

8、定设备序号设备名称技术指标要求1 标准黑体一套满足表1中所例的各项指标2 温度控制器一台控温稳定性优于0.1KIh，显示分辨率0.1K 3 一等标准铅姥10-铅或金，铀热电偶二支测温不确定度优于0.2K 4 数字电压表一台分辨0.1V，符合0.002%级数字电压表的指标5 表面温度计支最小分度值0.1K，示值范围273330K . 6 水银温度计一支一级量程-530t 7 辐射量度计一台光谱响应范围125m，具有近似平坦的响应曲线，视6. 1.3 辐射测量附属装置6. 1.3.1 水冷快门一个。6.1.3.2 水冷挡屏一套。6. 1.3.3 光轨一套。场角l。6 . 1.3.4 黑体移动工作台

9、一套，定位重复性:0.2mm。6. 1.4 光路调整器具6. 1.4.1 框式水平仪一台。6. 1.4.2 光学水准仪二台，扩展不确定度0.2。6. 1.4.3 刻度间隔为0.1mm的玻璃分划板二个。6. 1.4.4 水三相点杜瓦瓶二个。6. 1.5 其他设备3 kV交流稳压器一台，稳定性优于0.5%。6.2 检定项目(如表3所示)3 JJG 309-2001 检定项目编号检定项目首次检定后续检定使用中检验1 外观+ + + 2 工作状态+ + + 3 温度稳定性+ + 4 有效辐射面温度均匀性+ + 5 纵向温度分布均匀性+ + 6 有效或等效发射率值+ + 注:需检定的项目用+表示，在使用

10、中可不检的项目用-表示。表3检定方法检定准备测量系统主光轴的确定。按图1排列检测装置的各有关设备6.3 6.3.1. 6.3. 1.1 6.3. 1.1.1 1己巳_.-._.曰-升AU l 9 口7图1测量系统方框图1, 10一光学水准仪;2一玻璃分划板;3一探测桥;4一精密辐射光阑;5一水冷快门;6-7(冷挡屏;7一标准黑体;8一被检黑体;9-He.Ne激光器;11一辐射屏蔽罩在光轨两端外分别放一块玻璃分划板，并调整到光轨的中心轴线上，离地高度视装4 JJG 309-2001 置的实际情况而定。6.3. 1.1.2 将光学水准仪1的光轴调整成水平，并通过对光轨上的分划板中心的观察，反复调整

11、光学水准仪的左、右、上、下位置，直至水准仪光轴与测量系统主光轴重合。6.3. 1.1.3 同样将光学水准仪10调整到与测量系统主光轴一致。6.3. 1.2 外观检查按5.1检查黑体的外观并作判断。6.3. 1.3 工作状态检查按5.2检查黑体的工作状态并作判断。6.3.2 光路调整6.3.2.1 将黑体置于移动工作台上，使被检黑体的有效辐射面与标准黑体的有效辐射面位于同一垂直平面上。6 .3.2.2 启动移动工作台，使标准黑体逐渐到达测量系统的主光轴附近。6.3.2.3 通过光学水准仪1观察，调整移动工作台，使标准黑体的光轴与测量系统的主光轴重合，锁紧一切可移动的部件。6.3.2.4 启动移动

12、工作台，使标准黑体逐渐移开光轴而被检黑体逐渐移至测量系统主光轴附近。6.3.2.5 通过光学水准仪1观察，调整移动工作台，使被检黑体的光轴与测量系统的主光轴重合。6.3.2.6 启动移动工作台使标准和被测黑体位于测量系统光轴之外。6.3.2.7 取出辐射亮度计，安装到光轨上的多维可调支架上，利用玻璃分划板通过辐射亮度计目镜观察，调节支架将辐射亮度计的光轴调到与测量主光轴重合。如辐射亮度计无目镜观察系统，则通过光学水准仪10来观察，将辐射亮度汁的光轴调到与测量主光轴基本一致。6.3.3 开启冷却水源或冷却风扇电源，使黑体外壳冷却。6.3 . 4 开启控温仪电源，把标准黑体和被检黑体设置在同一工作

13、温度点。将一等标准热电偶放置于空腔内测温参考点处，并适当固定，使热电偶测温点与腔壁有良好的热接触。6.3.5 开启两黑体的加热电源，在控温仪控制下升温。当两黑体稳定地工作在设置温度上时，通过测温热偶测出两黑体的有效辐射面处的真实温度Ts和Tto当1 Ts-Ttl5 K，记下测量的温度值Ts和Tl此时可以进行正式测量。6.3.6 测量6.3.6.1 黑体前端表面温度与环境温度差值的测量在黑体前端表面离黑体出射孔边缘15mm处，取上下左右4个温度测定点，利用点接触表面温度计分别测量4点的温度，取其最大值Tmax作为前表面温度记录于附录A.1中，同时记录环境温度。6.3.6.2 黑体温度稳定性的测量

14、将标准热电偶测温头固定在黑体有效辐射面的测温参考点处，并保持良好的热接JJG 309-2001 触，其冷端插入水三相点杜瓦瓶中。连接电测仪表。等温度稳定后，测量热电偶的温差电动势U，记录于附录A.2中。每5min进行一次测量，连续测量一个小时。6.3.6.3 有效辐射面温度均匀性的测量根据被检黑体的几何形状，在有效辐射面后相应的腔体表面上选取6个不同部位进行温度测量，记录于附录A.3中。6.3.6.4 有效腔长区域内纵向温度分布均匀性的测量根据被检黑体的几何形状，用热电偶从腔底向开口方向逐步移动进行温度测量，移动的间距为5mm。每移动一次测量点需等测温热偶输出充分稳定后(约10min) , 在

15、附录A.4中记录温度T的温差电动势U。如此逐点测量，直至2/3腔长处。6.3.6.5 黑体有效发射率的测量6.3.6.5.1 启动移动工作台，使标准黑体到达光路调整时预设的位置。6.3.6.5.2 开启辐射亮度计的工作电源，预热10mino 6.3.6.5.3 标准黑体定位后，测定腔体有效辐射面参考点的温度飞，缓慢抽出测温热偶。打开水冷挡屏。6.3.6.5.4 打开辐射亮度计的镜头盖，连续采样1min，记下读数Ls关闭水冷挡屏。等待2min后，打开水冷挡屏，再次进行辐射亮度值Ls测定。如此循环5-7次，记录下各次测定辐射亮度值Lso6.3.6 . 5.5 按照6.3.6.5.1-6.3.6.5

16、.4的操作，对被检黑体进行测量，记录腔体有效.辐射面参考点的温度Tt和辐射亮度值Lto6.3.6.5.6如果因外界因素干扰或测量过程中有误动作。则需重复6.4.6.5.1至6.3.6.5.5条的测量。6.3.6.5.7 测量结束，按黑体具体使用要求，让其自然降温，监测温度仪继续工作，其他仪器则切断电源。待炉温降至450K以下时，关闭冷却装置和监测温度仪表的电源。6.3.7 检定数据处理6.3.7.1 前端表面温度与环境温度的差值将附录表A.1中记录的前表面各点温度中最大值Tmax与环境温度To相减，得到二者温度差.T = T max - T 0 . T 问坦白凶。|N。同纵向温度均匀性实验记录

17、型号规格出厂编号工作温度尼名义温度IK序号距腔底的距离/mm热偶电势/mV温度IK温度均匀性备注表A.4. N JJG 309-2001 附录B500 K -., 1 000 K黑体辐射源检定证书(背面)格式检定结果通术外观用要技求前表面与环境温差很名义温度值IK温实测温度值IK度温度稳定性(KIh)特性辐射面温度均匀性IK纵向温度均匀性IK发测射定率值检结定论检不有效发射率的不确定度定确结定果度等效发射率的不确定度备注:1 当黑体分类是标准黑体时，给出有效发射率;当黑体分类是工作黑体时，给出等效发射率。2 下次送检带此证书。13 中华人民共和国国家计量检定规程500 K.1 000 K黑体辐射源JJG 309-2001 国家质量监督检验检捷总局发布* 中国计量出版社出版北京和平!I!西街甲2号邮政编码100013 电话(010)64275360北京市地鑫印刷厂印刷新华-B店北京发行所发行版权所有不得翻印 880 mm X 1230 mm 16开本印张1.25字数19千字2001年10月第1版2001年10月第1次印刷印数1-1500统一书号155026- 1425 定价:15.00元