Ipari metrológiai tudásplatform
Optikai metrológia · mesterkurzus · 8. fejezet

Detektorlinearitás és dinamikatartomány spektroradiométereknél

Integrációs idő, gain, telítődés, additív linearitásvizsgálat és tartományváltási hibák kezelése több nagyságrenden.

Integrációs idő, gain, telítődés, additív linearitásvizsgálat és tartományváltási hibák kezelése több nagyságrenden.

Miért nem egyetlen linearitás létezik?

A spektroradiométer válasza függhet a detektorpixeltől, a hullámhossztól, az integrációs időtől, az erősítéstől, a hőmérséklettől és a kiolvasási módtól. A gyártói digitális telítési szint alatt is megjelenhet tömörödés vagy offset-hiba. Ezért a linearitást konfigurációfüggő teljesítményjellemzőként kell kezelni.

Additív és attenuációs vizsgálatok

Az additív módszerben két azonos vagy jól jellemzett optikai jel külön-külön és együtt kerül mérésre. Az attenuációs módszer stabil forrás és validált semleges szűrők vagy geometriai csillapítás segítségével több szintet hoz létre. Mindkét módszer célja, hogy a forrásinstabilitást elkülönítse a detektor nemlinearitásától.

Metrológiai alapelv: a kalibrációs eredmény csak arra a konfigurációra és működési tartományra érvényes, amelyben a módszert validálták.

Integrációs idő és időzítési offset

Nagyon rövid integrációs időnél a tényleges expozíció eltérhet a beállított értéktől, ezért a jel nem arányos pontosan az idővel. Hosszú integrációnál sötétáram és hőmérsékleti drift nő. A több expozícióból összeillesztett HDR-spektrum csak akkor metrológiailag védhető, ha az átfedési tartományok konzisztenciája igazolt.

Gain és tartományváltás

Az automatikus gain- vagy tartományváltás ugrást okozhat a spektrumban. A korrekciós tényezők nem feltétlenül azonosak minden pixelen. A laboratóriumi eljárásnak rögzítenie kell, hogy az automatikus funkció engedélyezett-e, és hogyan ellenőrzik a tartományok közötti átmenetet.

Rendszerszemléletmért spektrum = valódi spektrum ⊗ műszerátvitel + korrekciós maradék + zaj

Telítődés felismerése

A telítődés nem mindig lapos csúcs formájában jelentkezik. Blooming, pixeláthallás vagy belső automatikus skálázás elfedheti. Biztonságos felső munkapontot saját vizsgálattal kell kijelölni, tipikusan a digitális maximum alatt megfelelő tartalékkal.

Bizonytalansági hozzájárulás

A linearitási korrekció maradékát a tényleges jelszint és hullámhossz szerint kell figyelembe venni. Származtatott mennyiségeknél a nemlinearitás spektrálisan korrelált hiba lehet, ezért nem mindig indokolt független pixelhibaként összegezni.

Valódi laborhelyzet

Egy műszer ugyanazon LED-et két automatikusan választott integrációs idővel mérve eltérő CCT-t adott. A hiba oka nem a LED instabilitása, hanem a rövid expozíciós tartomány időzítési offsetje volt. A javítás után az automatikus algoritmus minimális integrációs idejét korlátozták.

Spektroradiometriai mesterkurzus

Folytasd a tanulási útvonalat

Optikai akadémia →
Haladó szint18 perc olvasás7 fejezet