Способ определения коэффициента усиления фотоприемника Советский патент 1984 года по МПК G01R31/26 

Изобретение относится к измерительной технике и может бьпь использ вано для определения абсолютной вели чины фотоэлектронных умножителей (ФЭУ), диссекторов и т.п. Известен способ определения коэффициента усиления фотоприемника, вкл чающий измерение анодного тока и ток |})отокатода и определени1е их отноше|чия СП. Однако при этом часть фототока от ветвляется на манжету и не усиливает ся Кроме тогоу точность данного спо соба ограничивается влиянием газоразрядных процессов, локализованных в динодной системе, на величину анод ного тока, а также термоэмиссией с манжеты входной камеры. Наиболее близким техническим решением является способ определения коэффициента усиления фотоприемника, включающий измерение анодного тока, усиление одноэлектронных импульсов, измерение их средней скорости счета и определение коэффициента усиления по отношению анодного тока к скорости счета и заряду электрона С23. В данном случае часть тока, ответвляемая на манжету, не вносит погрешности в результат измерения, однако точность известного способа ограничивается газоразрядными и термоэмиссионными процессами в фотоприемнике. ,Дель изобретения - повышение точнрсти. . ,. Цель достигается тем, что согласно способу определения коэффициента усиления фотоприемника, включающему измерение анодного тока, усиление одноэлектронных импульсов и определе ние их средней скорости счета, допол нительно определяют зависимость коэф фициента усиления одноэлектронных импульсов от напряжения питания фото приемника при одновременной стабилизации средней амплитуды одноэлектронных импульсов, а также определяют зависимость отношения дисперсии сред ней скорости счета одноэлектронных импульсов к средней скорости счета от напряжения питания фотоприемника и минимум этой зависимости, после чего устанавливают напряжение питания фотоприемника, соответствующее этому , и измеряют .анодный ТОК фотопр}гемника, а его коэффициент ус1.шения определяют из соотношения ../ J-Ko М Cv) ;:гт:- ---;; 342где М CV) - абсолютный коэффициент усиления фотоприемника при произвольном напряжении питания, Л,Ko о соответственно анодньй ток, коэффициент передачи усилителя и средняя скорость счета одноэлектронных импульсов при напряжении питания, соответствующем минимуму отношения дисперсии к средней скорости счета: К. СУ ) - коэффициент передачи усилит(..,.я -при произвольном напряжении питанияi -е - заряд электрона. На чертеже представлена блок-схема устройства для осуществления предложенного способа. Устройство содержит осветитель 1, фотоприемник 2, усилитель 3 с регулируемым коэффициентом передачи, многоканальный амплитудный анализатор 4, интегральный амплитудный дискриминатор 5, счетчик импульсов 6, стабилизированный источник напряжения 7 и ЭВМ 8. Способ осуществляют следующим образом. Световой поток от осветителя 1, содержащего радиолюминесцентный источник излучения, обеспечивающий высокую стабильность сигнала при дисперсии числа испускаемых фотонов, существенно меньшей пуассоновской, подают на фотоприемник 2, что вызывает на его выходе статистическую последовательность одноэлектронных импульсов. Средняя амплитуда таких импульсов нарастает с повышением выходного напряжения источника 7. Для стабилизации средней амплитуды используют усилитель 3 и анализатор 4, регулировкой коэффициента передачи усилителя 3 добиваются постоянного положения одноэлектронного пика на дисплее анализатора 4 при каждом очередном значении напряжения питания. Данные о напряжении питания заносятся в ЭВМ 8 автоматически, а о коэффициенте передачи усилителя 3 - вручную, с клавиатуры. После стабилизации средней амплитуды с помощью дискриминатора 5 осуществляют отбсзр одноэлектронных импульсов, которые регистрируются счетчиком 6. При каждом новом напряжении плтания в ЭВМ 8 вводится m (например, сто) результатов набора из счетчика Ь, по которьм определяется сре/нее MHC.TI.-) диоэлектронных импульсов, дисперсия числа, этих Импульсов и их отношение. Здесь ЭВМ 8 определяет минимум зависимости этого отношения от напряжения питания и точку минимума индицирует на дисплее. После этого на выходе источника 7 устанавливают напряжение питания, соответствующее определенному минимуму, и начинают измерение коэффициента усиления фотоприемника 2, для чего на выход фотоприемника 2 дополнительно подключают прибор (на чертеже не показан) для измерения анодного тока. Коэффициент усиления рассчитавается по формуле (1),

Повьшение точности определения коэффициента усиления фотоприемника по предлагаемому способу достигается тем, что предварительно устанавливается режим питания фотоприемника, при котором минимизируются все побочные процессы как во входной камере, так и в динодной системе, о чем можно судить по минимуму относительной исперсии числа одноэлектронных отсчетов. Поскольку вклад таких процессов в скорость счета одноэлектронных импульсов и анодный ток неэквивалентен, изобретение позволяет минимизировать один из источников погрешности определения коэффициента усиления, если при этом учесть, что побочные процессы практически не влияют на положение .максимума одноэлектронного пика на шкале амплитуд, изменяя лишь низко- и высокоамплитудные области амплитудного распределения. Таким образом, косвенное определение коэффициента усиления в соответствии с предложенным способом обеспечивает более высокую точность, чем прямые измерения.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ ФОТОПРИЕМНИКА, включающий измерение анодного тока, усиление одноэлектронных импульсов и определение их средней скорости счета, отличающийся тем, что, с целью повьпиения точности,дополнительно определяют зависимость коэффициента усиления однозлектронных Импульсов от напряжения питания фотоприемника при одновременной стабилизации средней амплитуды одноSK,s.i электронных импульсов, а также определяют зависимость отношения дисперсии средней скорости счета одноэлектронных импульсов к средней скорости счета от напряжения питания фотоприемника и минимум этой зависимости, после чего устанавливают напряжение питания фотоприемника, соответствующее этому минимуму и измеряют анодный ток фотоприенника, а его коэффициент усиления определяют из соотношения U M(vb (v)где абсрлютный коэффиент усиления фотоприемника при произвольном напряжении питания J pHUo- соответственно анодный ток, коэффициент передачи усилителя и средняя скорость счета одноэлектронных импульсов при напряжении питания, соответствующем минимуму отношения дисперсии к средней скорости счета K(V) - коэффициент передачи усилителя при произвольном напряжении СП питания Л - заряд электрона. ,