Экспонометрический прибор Советский патент 1985 года по МПК G03B7/81 

1 Изобретение относится к приборостроению, а именно к устройствам для регулирования экспозиции или освещенности при фотографировании, и может использоваться для построения высокоточных и высоколинейных экспонометров, как встрое ных в фотоаппарат, так и автономны Цель изобретения - повышение точности и наделшости. На чертеже показана принципиаль ная схема устройства. Устройство содержит фотор.езистор 1, два согласованных транзистора 2 и 3, два резистора 4 и 5, резистивный делитель 6 и дифференидапьный усилитель 7, выход которого соединен с первым выводом индикатора 8нс первым входом резис тивного делителя 6, второй вход ко торого соединен с вторым выводом индикатора 8 и с общей шиной источника 9 питания, вторая шина которого через первый резистор 4 соединена с общей точкой фоторезис тора 1 и второго резистора 5, вто рой вывод которого соединен с инвертирующим входом дифференциально го усилителя 7 и с коллектором второго транзистора 3, эмиттер кот рого соединен с выходом резистивного делителя 6, а база - с базой первого транзистора 2, коллектор соединен с вторым выводом фоторези тора 1, дополнительный транзистор 10, эмиттер которого соединен с базами двух транзисторов 2 и 3, коллектор соединен с шиной источни ка 9 питания, а база - с коллектором первого транзистора 2 и с неинвертиру1оир-1м входом дифференциаль ного усилителя 7. Устройство работает следующим образом. Для согласованной пары транзисторов справедливовыражение, связы вающее разность падений напряжений на эмиттерных переходах ли СчСоотн шением их коллекторных токйв IK и . ди Ут-гп-т, где Т. температурный потенциал, равньй для крем1шевых транзисторов,при нормаль ной температуре 26 мВ и 02 имеющий температурный коэффициент +0,. В этом устройстве выводы фоторезистора 1 и резистора 5 эквипотенциальны, в результате чего где R 5 и R J - сопротивления резистора 5 и фоторезистора; 1 Соответственно. Эквипотенциальность коллекторов транзисторов 2 и 3 поддерживается дифференциальным усилителем 7, который через резистивньш делитель 6 управляет потенциалом эмиттера транзистора 3, который равен uU. В результате выходное напряжение дифференциального усилителя 7 равно UeblX K.f-1- In где К - коэффициент деления резистивного делителя 6. Для получения высокой термостабильности в качестве индикатора 8 целесообразно включать -гальванометр, сопротивление медной обмотки которого Rg обладает температурным коэффициентом около +0,33%/С, т.е. таким же, как и Ут., В результате ток гальванометра Ig будет равен т.е. Rg будет компенсировать изменения, /г от температуры. За счет введения дополнительного транзистора 10 базовый ток транзистора 3 не влияет, на точность логарифмического преобразования малых токов фоторезистора 1, что особенно важно для обеспечения линейности преобразования при низких значениях освещенности. Резистор 4 предназначен для повышения точности логарифмического преобразования транзистора 2 за счет значительного снижения диапазона изменения его коллекторного тока. Известно, что погрешность логариф31

мирсвания транзисторов резко возрастает при увеличении их коллекторных токов более 100-200 мкА.

В данной схеме коллекторный -ток транзистора 2 равен /

I Цэ-С кг+1кз)4-иэбг-и9б1о

J Иг R-; -

Т.е. при увеличении яркости ток 1кг будет возрастать значительно медленнее, так как падение напряжения на резисторе 4 возрастает по мере увеличения I. При этом на линейности экспонометра это не отражается, так как выходной сигнал связа функционально только с отношением сопротивлений R& и R j

Если в качестве фотоприемника использовать фотодиод, то резистор 4 практич ески не влияет на работу устройства.

В предлагаемом экспонометричес ком приборе допрлнительньй транзистор 10 выполняет функцию усилителя тока для развязки слаботочной цепи фоторезистора 1 от базовых цепей двух транзисторов 2 и 3, так как базовые токи указанных транзисторов при низкой освещенности могут оказывать существенное-шунтирующее влияние на логарифмирующий эмиттер6290 .. 4 .

ный переход транзистора 2. В отличие от прототипаj где коэффициент передачи по напряжению 1 (порядка 100-1000) в предлагаемом устройстве коэффициент передачи по напряжению 10 близок к единице, ; вследствие чего устройство сохраняет устойчивость во всем рабочем диапазоне освещенностей, Причем в качестве дополнительного транзистора могут быть использованы полевой транзистор или любая интегральная схема в режиме повторителя напряжения, обеспечивающие незначительное 15 превышение потенциала коллектора транзистора 2 над его базой (-0,1-1,0 В).

Предлагаемая схема, собранная.на .операционном усилителе К140УД12 20 (позиция 7), транзисторах К159НТ1В (позиции 2,3 и 10), R 1 кОм, RS 510 кОм, делителе 6 с сопротивлениями резисторов 100 и :200 Ом,фоторезисторе 1 типа ФПФ9-2 при 5 напряжении от 1,8 до 6,0. и при изменении входной освещенности от 0,05 до 1000 лк, работала-устойчиво, , при этом во всем диапазоне изменения напряжения питания погрешносу йэQ мерений не превышала .± 5%, а температурная погрешность не п зевышала О,1 ступени в диапазоне температур от -20 до +50 с.

ЭКСПОНОМЕТРИЧЕСКИЙ ПРИБОР, содержащий фотореэистор, два согласованных транзистора, два резистора, резистивный делитель и дифференциальный усилитель, выход которого соединен с первым выводом инди.катора и с первым входом резистивного делителя, второй вход которого соединен с вторым выводом индикатора и с общей шиной источника питания, вторая шина которого через первый резистор соединена с общей точкой фоторезйстора и второго резистора, .второй вывод которого соединен с инвертирую1цим входом дифференциального усилителя и с коллектором второго транзистора, эмиттер которого соединен с выходом резистивного делителя, а база соединена с базой первого транзистора, коллектор которого соединен с другим выводом фоторезистора, а эмиттер - с общей шиной источника питания, о т л ичающ ийся тем, что, с целью повьпцения надежности, в него введен дополнительный транзистор, эмиттер которого соединен с базами двух сог(Л ласованных транзисторов, коллектор с второй шиной источника питания, а база - с коллектором первого транзистора и с неинвертирующим входом дифференциального усилителя,