- •Введение
- •Лабораторная работа “Измерение ватт-амперных характеристик инжекционного лазера при различных температурах”
- •Относительная спектральная характеристика инжекционного лазера
- •Диаграмма направленности инжекционного лазера
- •Ватт-амперные характеристики инжекционного лазера при различных температурах
- •Зонная диаграмма инжекционного квантоворазмерного InGaAsP/InPлазера
- •Инжекционный лазер с резонатором Фабри-Перо
- •Инжекционный лазер с распределенной обратной связью
- •Внешний вид волоконно-оптического лазерного модуля
- •Конструкция волоконно-оптического лазерного модуля
- •Блок-схема лабораторной установки
- •Лабораторная работа “Измерение фотоэлектрических характеристик p-I-nфотодиода”
- •Вольт-амперные характеристики p-I-nфотодиода при различных уровнях мощности оптического излучения
- •Энергетическая характеристика p-I-nфотодиода
- •Относительная спектральная характеристика монохроматической чувствительности p-I-nфотодиода
- •CтруктураInGaAs/InPp-I-nфотодиода и его зонная диаграмма
- •Относительная спектральная характеристика InGaAs/ InP p-I-nфотодиода
- •Внешний вид волоконно-оптического фотодиодного модуля
- •Зависимость темнового тока InGaAs/InP p-I-nфотодиода от напряжения обратного смещения
- •Блок-схема лабораторной установки
- •Лабораторная работа “Измерение амплитудно-частотной характеристики p-I-nфотодиода”
- •Переходные характеристики p-I-nфотодиода
- •Частотная характеристика p-I-nфотодиода
- •Зависимость предельной частоты InGaAs/InPp-I-nфотодиода от толщины поглощающегоi-слоя при различных диаметрах фоточувствительной области
- •Эквивалентная электрическая схема p-I-nфотодиода
- •Блок-схема лабораторной установки
- •Лабораторная работа “Измерение фотоэлектрических характеристик лавинного фотодиода”
- •Вольт-амперные характеристики лавинного фотодиода в темновом режиме и при освещении, а также вольтовая характеристика коэффициента умножения
- •Структура InGaAs/InPлавинного фотодиода
- •Блок-схема лабораторной установки
- •Лабораторная работа “Измерение токовой характеристики силы излучения светодиода”
- •Энергетические и фотометрические величины оптического излучения
- •Относительная спектральная характеристика светодиода
- •Диаграмма направленности светодиода
- •Токовые характеристики силы излучения (силы света) в максимуме диаграммы направленности светодиода при различных температурах
- •Поперечное сечение светодиода
- •Внешний вид 5 мм светодиода
- •Относительная спектральная характеристика квантоворазмерного GaAlAs суперяркого красного светодиода
- •Диаграмма направленности квантоворазмерного GaAlAs суперяркого красного светодиода
- •Блок-схема лабораторной установки
- •Спектральная характеристика кремниевого p-I-nфотодиода
- •Относительная спектральная характеристика монохроматической чувствительности глаза человека
- •Оценка погрешностей результатов измерений
- •Значение коэффициента Стьюдента tдля случайной величиныX, имеющей распределение Стьюдента с (n-1) степенями свободы
- •Ряд экспериментальных значений
- •Ряд случайных отклонений результатов
- •Литература
Значение коэффициента Стьюдента tдля случайной величиныX, имеющей распределение Стьюдента с (n-1) степенями свободы
(n-1) |
tприP = 0.95 |
tпри P = 0.99 |
(n-1) |
t приP= 0.95 |
t приP= 0.99 |
3 |
3.182 |
5.841 |
16 |
2.120 |
2.921 |
4 |
2.776 |
4.604 |
18 |
2.110 |
2.878 |
5 |
2.571 |
4.032 |
20 |
2.086 |
2.845 |
6 |
2.447 |
3.707 |
22 |
2.074 |
2.819 |
7 |
2.365 |
3.499 |
24 |
2.064 |
2.797 |
8 |
2.306 |
3.355 |
26 |
2.056 |
2.779 |
10 |
2.228 |
3.169 |
28 |
2.048 |
2.763 |
12 |
2.179 |
3.055 |
30 |
2.043 |
2.750 |
14 |
2.145 |
2.977 |
∞ |
1.960 |
2.576 |
Рассчитать доверительные границы случайной погрешности результата измерения по формуле
. (1.5)
Записать результат измерения в виде:
.(1.6)
При этом значащих цифр в должно быть не более двух, а числовое значение результата измерения должно оканчиваться цифрой того же разряда, что и значение погрешности.
Алгоритм обработки результатов косвенных измерений
При обработке результатов наблюдений при косвенных измерениях необходимо выполнить следующие операции.
Вычислить средние арифметические, полученные при обработке результатов прямых измерений величин X1,X2:
,(1.1)
.(1.2)
Найти результат косвенного измерения определяемой величины Y:
.(1.3)
Вычислить оценки среднеквадратических отклонений величин ,:
,(1.4)
.(1.5)
Вычислить (при необходимости) оценку коэффициента корреляции по формуле
. (1.6)
Наличие корреляции следует ожидать в тех случаях, когда обе величины X1,X2измеряются одновременно однотипными средствами измерений. В тех случаях, когда исходные величиныX1,X2измеряют с помощью различных средств измерений в разное время, результаты, если и будут коррелированны, то очень мало, и коэффициентом корреляции можно пренебречь.
Определить частные случайные погрешности косвенного измерения:
, (1.7)
. (1.8)
Вычислить оценку среднеквадратического отклонения результата косвенного измерения:
. (1.9)
При отсутствии корреляции между величинами последним слагаемым в выражении можно пренебречь. Тогда получим
. (1.10)
Определить значение коэффициента Стьюдента tдля заданной доверительной вероятностиPи числа наблюденийn. Приn≥ 30 значениеtопределяется непосредственно из 6.4(1.4)Табл. 1.1. для заданнойP. Приn< 30 предварительно должно быть определено так называемое “эффективное” число степеней свободы распределения Стьюдента, учитываемое затем при определенииtиз 6.4(1.4)Табл. 1.1., которое определяется из выражения:
, (1.11)
При получении дробного значения для нахождения коэффициента Стьюдента применяем линейную интерполяцию:
, (1.12)
где t1,t2иn1,n2– соответствующие значения коэффициента Стьюдента (из 6.4(1.4)Табл. 1.1.) и числа наблюдений (для заданной доверительной вероятностиP), между которыми находится значение.
Вычислить доверительные границы случайной погрешности результата косвенного измерения:
. (1.13)
Записать результат измерения.
. (1.14)
При этом значащих цифр в должно быть не более двух, а числовое значение результата измерения должно оканчиваться цифрой того же разряда, что и значение погрешности.
Расчет погрешностей типовой задачи
Задача
Мощность Poptизлучения лазерного диода измерялась косвенным методом путем многократных измерений напряженияUoutна сопротивлении нагрузки фотодиода с помощью вольтметра:
. (1.1)
где RL– сопротивление нагрузки фотодиода равное 50 Ом,S– чувствительность фотодиода равная 0.9 А/Вт. Произвести обработку экспериментальных данных (Табл. 1.1.) и оценить случайную погрешность измерения мощностиPoptизлучения лазерного диода для доверительной вероятностиP= 0.95, при этом значения сопротивления нагрузкиRLи чувствительностиS фотодиода считать постоянными величинами.