Способ измерения энергии светового импульса Советский патент 1989 года по МПК G01J1/44 

00 4ib

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения энергии световых импульсов малой длительности.

Цель изобре тения - повьшение точности измерения энергии световых импульсов.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для измере- кия энергии светового импульса.

Устройство состоит из последовательно соединенньк фотодиода 1, усилителя 2, разделительного конденсатора 3, выпрямителя 4 и двух каналов, предназначенных для измерения суммы и разности положительной и отрицательной частей продифференцированного импульса. Разностный канал образован интегратором 5, вычитателем 6, пико- вым вольтметром 7, а суммарный - интегратором 8 и сумматором 9. Напряжение с сумматора 9 через блок 10 согласования подается на вход выпрямителя 4.

Световой импульс, поступая на светочувствительную площадку фотодиода 1, преобразуется в однополярный электрический импульс, усиливаемьй усилителем 2. Разделительный конденсатор 3 и входное сопротивление выпрямителя 4 образуют дифференцирующую цепь. Поэтому на входе выпрямителя . однополярный импульс преобразовывается в двухполярный, а влияние посто янной составляющей в выходном напряжении усилителя 2 устраняется. При выпрямлении происходит разделение положительной и отрицательной частей импульсного напряжения, каждая из ко торых затем интегрируется с целью измерения ее площади, т.е. формируются два напряжения, пропорциональные

ею

U (t)iat

о ю

(t)dt

где g (tУ - импульсная характеристика части измерительного устройства от фотоприемника до разделительного конденсатора (линейная часть). Для ре- альных импульсных характеристик можно записать

g (t) dt 2 gMw

5

10

1520 -35-40

45

50

а где av.c максимальное значение импульсной характеристики. Другими словами, площадь разности положительной и отрицательной частей продифференцированного импульса пропорциональна амплитуде этого импульса, которая в свою очередь пропорциональна энергии светового импульса. Данньй алгоритм измерения нечувствителен к дрейфу постоянной составляющей на выходе усилителя, обладает повыщенной загрузочной способностью и стабильностью. Так, например, можно показать, что при наличии медленного компонента в передаточной характеристике линейной части устройства, передаточная характеристика всего устройства в в целом определяется отношением всего лишь двух коэффициентов в полиномиальном представлении коэффициента передачи линейной части. Т.е. площадь разности выделенных положительной и отрицательной частей импульса &S пропорциональна величине

Й8 -Е - ,

где Е - энергия светового импульса; а, Ь соответствующие коэффици- енты числителя и знаменателя полиномиального представления коэффициента передачи линейной части уст- ройства.

Точность измерений в значительной - степени определяется стабильностью нулевого уровня выпрямителя и интеграторов. Для исключения и этой погрешности используется сигнал (2), пропорциональный сумме вьщеленных частей импульса. При нулевом начальном уровне сигнал (2) также равен нулю, так как площади положительной и отрицательной частей продифференцированного импульса всегда равны друг другу. Любое напряжение смещения вызывает соответствующий прирост напряжения на выходе интегратора 8 и может быть использовано для его устранения путем подачи через блок 10 согласования на выход выпрямителя.

Формула изобретения Способ измерения энергии светового импульса, заключающийся в преобразовании светового импульса в электрический, измерении площади этого импульса и определении по ней энергии, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности измерений, электрический импульс не менее одного раза дифференцируют, вьщеляют положительную и отрицательную части продифференцированного импульса, стабилизируют нулевой уровень по сигналу, пропорциональному сумме площадей выделенных частей импульса, а энергию светового импульса определяют по разности площадей выделенных чаотрй импульса.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения энергии световых импульсов малой длительности. Цель изобретения - увеличение точности измерения энергии световых импульсов. Световой импульс преобразуют и электрический и выпрямляют. При выпрямлении происходит разделение положительной и отрицательной частей импульса, разность площадей которых пропорциональна энергии светового импульса. 1 ил. (Л

1

НИIСоставитель Е. Маколкин

Редактор В. Бугренкова Техред М.Ходанич Корректор и. Муска

Заказ 6958/41

Тираж 499

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное