Импульсный фотометр Советский патент 1987 года по МПК G01J1/44 

Изобретение относится к фотометии и может быть использовано для потроения цифровых импульсных фотометов. .

Цель изобретения - повышение точости измерений.

На чертеже показана структурная хема устройства.

Устройство содержит фотодиод t, ереключатели 2, 3 и 4, интегратор

5фототока, состоящий из повторителя

6напряжения и накопительной емкости 7, компаратор 8, генераторы разрядного тока 9 и измерительного тока 10, преобразователь 11 напряжения в ток

и устройство 12 управления переключателями. Один из электродов фотодиода 1 соединен с входом переключателя 3, выходы которого соединены с входом интегратора 5 фототока и нулевой шиной 13. Другой электрод фотодиода соединен с преобразователем 11 напряжения в ток и входом переключателя 4. Входы переключателя 4 соединены с генератором 10 измерительного тока и выходом интегратора 5 фототока. Выход последнего соединен с входом компаратора 8, который соединен с устройством 12 управления пер €жлю- чателей. Один из выходов переключателя 2 соединен с входом интегратора 5 фототока, другой с нулевой шиной 13, а его вход соединен с генератором 9 разрядного тока и выходом преобразователя 11 напряжения в ток.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии фотодиод 1 подключен к интегратору 5 фототока, а генератор 9 разрядного тока - к нулевой шине 13. При воздействии на фотодиод 1 импульса излучения на выходе интегратора 5 фототока появляется напряжение, максимальное значение которого пропорционально энергии импульса излучения.Одновременно с импульсом излучения на устройство 12 управления переключателями поступает импульс запуска, который через некоторое время с помощью переключателя 2 генератор 9 разрядного тока подключает к входу интегратора 5 фототока. При этом генератором 9 разрядного тока начинается разряд накопительной емкости 7 интегратора 5 фототока. Одновременно через фотодиод 1 начинает протекать в прямом направлении ток

от генератора 10 измерительного тока. Пропорциональное температуре падение напряжения на фотодиоде 1 с помощью

преобразователя 11 напряжения в ток преобразуется в ток, пропорциональный температурному коэффициенту спектральной чувствительности фотодиода 1 - При этом суммарный ток разряда

накопительной емкос ти 7 интегратора 5 фототока равен алгебраической сумме токов от генератора 9 разрядного тока и тока с выхода преобразователя 11 напряжения в ток. По достижеНИИ напряжения на выходе интегратора 5 фототока нуля срабатывает компаратор 8, который, воздействуя на устройство 12 управления переключателями, приводит его в исходное состояние. При этом время разряда накопительной емкости 7 интегратора 5 фототока пропорционально энергии импульса излучения с учетом температурной зависимости спектральной

чувствительности фотодиода 1.

Изобретение позволяет повысить точность измерения энергии излучения путем учета температурной зависимости спектральной чувствительности

фотодиода, связанной как с воздействием на фотодиод измеряемого излучения, так и с изменением температуры окружающей среды. Например, при измерении энергии излучения на длине волны 1,06 мкм, где коэффициент спектральной чувствительности кремниевого фотодиода равен (1 ,5-2,0)%/ С, в температурном интервале 10-35°С погрешность измерения, обусловленная

только температурной зависимостью

спектральной чувствительности фото- диода, составляет 37-50%. Как показали экспериментальные исследования, применение предлагаемого устройства

снижает-эту составляющую погрешности до 2-3% в том же температурном интервале, и величина этой погрешности определяется в основном неточностью измерения температурного коэффициента спектральной чувствительности фотодиода. Кроме того, при измерении излучения импульсов, следующих с частотой, например, 1 кГц и энергией в импульсе 10 Дж, за счет воздействия

55 на фотодиод излучения его температура повышается на 3-4 С что на длине волны 1,06 мкм приводит к погрешности измерения энергии 5-8%. При применении предлагаемого устройства величина этой погрешности, как показали экспериментальные исследования, снижается до 0,1-0,2%. Это обстоятельство позволяет использовать устройство для построения как образцовых, так и рабочих средств измерения энергии излучения.

Формула изобретения

Импульсный фотометр, содержащий фотодиод, интегратор фототока, состоящий из повторителя напряжения и накопительной емкости, электронный переключатель, вход которого соединен с генератором разрядного тока, а выходы - соответственно с нулевой шиной и входом интегратора фототока, выход которого через компаратор сое-т - динен с устройством управления переключателями, отличающийся

Редактор М.Петрова

Составитель А.Чурбаков

Техред Л.Олийнык Корректор М.Максимишинец

Заказ 4910/41Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по. делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35м Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

0

5

0

тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены преобраэо- ватель напряжения в ток с коэффициентом преобразования, пропорциональным температурному коэффициенту спектральной чувствительности фотодиода, генератор измерительного тока и два электронных переключателя, вход первого из которых соединен с одним электродом фотодиода, а выходы - с входом интегратора фототока и нуле- вой шиной соответственно, вход второго - с другим электродом фотодиода и входом преобразователя напря- женрГй в ток, а выходы подключены к выходу интегратора фототока и генератору измерительного тока соответственно, выход преобразователя напряжения в ток соединен с выходом генератора разрядного тока.

Изобретение относится к фотометрии, а именно к цифровым импульсным фотометрам оптического излучения. Цель изобретения - повышение точности измерений. Для исключения влияния температурной зависимости спектральной чувствительности фотодиода на результат измерения в фотометр, содержащий фотодиод 1, интегратор фототока 5, переключатели 2, 3, 4, генератор разрядного тока 9, коМпаратор 8 и устройство 12 управления переключателями, генератор измерительного тока 10 и преобразователь напряжения 1I в ток выполнены с коэффициентом передачи, пропорциональным спектральной чувствительности фотодиода. При этом время разряда накопительной емкости ий- тегратора фототока 5, пропорциональное энергии импульса излучения, определяется алгебраической суммой токов с выхода генератора разрядного тока 9 и преобразователя напряжения 11 в ток. Напряжение на входе преобразователя напряжения 11 в ток пропорционально температуре фотодиода 1, что достигается включением с помощью двух переключателей 3, 4 фотодиода 1 в цепь генератора измерительного тока. 1 ил.