Контактный радиотермометр Советский патент 1989 года по МПК G01N22/00 

Изобретение относится к области исс.ледоиания физических свойств материалов и может быть использовано для определения глубинной температуры по- лупроводящей среды, 6 частности биологических объектов в медипине.

Цель изобретения - сокращение времени измерения при сохранении точности.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема контактного радиотермометра; на фиг. 2 - то же, вариант.

Контактный радиотермометр содержит контактную антенну 1, соединенную через циркулятор 2 с входом радиометрического тракта. 3. К второму входу циркулятора 2 подключен генератор 4 шума. Радиометрический тракт 3 вклю- чает последовательно соединенные СВЧ- коммутатор 5, усилитель 6 высокой 4actoTbi, квадратичный детектор 7, усилитель 8 низкой частоты, синхронный .детектор 9 и интегратор 10. На выходе радиометрического тракта включен регистратор 1 1 . Г енератор 12 опорного напряжения подключен к вторым входам СВЧ-коммутатора 5 и синхронного детектора 9. На входе интег рато- ра 10 включена резистивная матрица 13 сигнальный вход которой является входом интегратора 10, а к управляющему ее входу пдключен первый выход формирователя 14 управляющего сигнала, что обеспечивает изменение длительности времени интегрирования интегратора 10.

Датчик 15 контакта соединен с входом формирователя 14, второй выход которого подк гючен к второму входу регистратора 11. Формирователь 14 управляющего сигнала содержит на входе триггер 16, подключенный к второму (управляющему) входу вентиля 17, к первому входу которого подключен генератор 18 импульсов. Выход вентиля 17 соединен с входом счетчика 19 импульсов, первый выход которого через дешифратор 20 подключен к коммутатору 21, а второй выход соединен с входом дешифратора 22. При этом выхоц коммутатора 21 является первым выходо формирователя 14, а выход дешифратора 22, соединенный с вторым входом триггера 16 - его вторым выходом.

При подключении на входе интегратора 10 резистивного оптрона 23 (фиг. 2) формирователь управляющего

0

5 0 5 0

0 5

0

сигнала 14 рключает последоНсА 1 ельно соединенные триггер 24, вход которого является входом формирователя 14, и генератор 25 пилообразного напряжения, пыход которого подключен к входу введенного компаратора 26 и является первым выходом формирователя 14, подключенным к управляющему входу резистивного оптрона 23 (управляющему входу интегратора 10). Выход компаратора 26 подсоединен к второму входу триггера 24 и является вторым выходом формирователя 14, который подключен к второму входу регистратора 11. Сигнальный вход оптрона 23 является сигнальным входом интегратора 1 О и подключен к выходу синхронного детектора 9.

Контактный радиотермометр (фиг . 1) работает следующим образом.

Контактная антенна 1 принимает тепловое радиоизлучение объекта измерения. Радиометрический приемник 3 осуществляет радиометрическое преобразование теплового радиоизлучения в электрический сигнал. Регистратор И осуществляет индикацию электрического сигнала. В момент касания антенны 1 объекта измерения датчик 15 контакта вырабатывает сигнал, который обеспечивает переброс триггера 16. При этом открывается вентиль 17, котор .ы начинает пропускать тактовые импульс, по- ступаюи1ие с генератора 18. Счетчик 19 импульсов считает приходящие на его вход импульсы, преобразуя информацию о текущем времени в двоичный код.

Сигнал с выхода счетчика 19 поступает на дешифратор 20, который обеспечивает управление коммутатором 21. Последний осуществляет подключение к емкости в интеграторе 10 именно того резистора из резистивной матрицы 13, величина сопротивления которого обеспечивает постоянную времени интегрирования интегратора 10 в зависимости от времени измерения в соответствии с выражением

Со + t .(1)

Дешифратор 22 определяет конец времени измерения.

При этом, когда текущее время t равно t,,

1

2 mi

(2)

дешифратор 22 вырабатывает импульс, который обеспечивает запуск регист. 51

ратора II и сбрасывает триггер 16 в исходное состояние.

В выражениях (1) и (2) приняты обозначения: i - постоянная времени радиометрического тракта 3 без интегратора; о( - коэффициент пропорциональности радиометрического тракта 3, определяемый калибровкой; Т - собственная шумовая температура радиомет- рического тракта по входу; f - полоса пропускания радиометрического тракта 3; 4Т - пороговый сигнал, определяющий чувствительность измерительного тракта.

При использовании в составе интегратора резистивного оптрона (фиг. 2) сигнал с датчика 15 контакта обеспечивает переброс триггера 24, который осуществляет запуск генератора 25 пи- лообразного напряжения, вырабатывающего напряжение, пропорциональное текущему времени. Напряжение с выхода генератора 25 поступает на резистивный оптрон 23. При этом постоянная интег- рирования интегратора 10 изменяется в соответствии с соотношением (1). Когда напряжение на выходе генератора 25 достигнет величины, соответствующей

времени t,, определяемому соотношением (2), компаратор 26 вырабатывает сигнал, который обеспечивает запуск регистратора 11 и сбрасывает триггер 24 в исходное состояние.

Использование изобретения позволяет максимально вдвое уменьшить время измерения при сохранении точности Формула изобретения

1.Контактный радиотермометр, включающий последовательно соединенные контактную антенну, циркулятор, СВЧ- коммутатор, усилитель высокой частоты, квадратичный детектор, усилитель низкой частоты, синхронный детектор, интегратор и регистратор, а также генератор шума, выход которого подключен к второму входу циркулято- ра, и генератор опорного напряжения, выход которого подсоединен к вторым входам СВЧ-коммутатора и синхронного детектора, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени измерения при сохранении точности, дополнительно введены последовательно соединенные датчик контакта и формирователь управляющего сигнала, второй выход которого подключен к второму входу регистратора, при этом интегратор выполнен с управляемой длительностью времени интегрирования закону

CCt) , + t.

1 ./Чш

где О . t . -

5

0 5

0

5

0

/Я

постоянная времени измерительного тракта без интегратора;

зС - коэффициент пропорциональности измерительного тракта, определяемый калибровкой; Тц, - собственная шумовая температура измерительного тракта по входу;

df - полоса пропускания измерительного тракта;

ЛТ - пороговый сигнал, определяющий чувствительность измерительного тракта,

а его управляющий вход подсоединен к первому выходу формирователя управляющего сигнала.

ч

2.Радиотермометр по п. 1, о т - личающийся тем, что при подключении на входе интегратора резис- тивной матрицы формирователь управляющего сигнала включает последовательно соединенные генератор импульсов, вентиль, счетчик импульсов, первый дешифратор и коммутатор, выход которого является выходом формирователя управляющего сигнала, триггер, первый вход которого является входом формирователя управляющего сигнала, а выход триггера подсоединен к управляющему входу вентиля, второй дешифратор, вход которого подключен к второму выходу счетчика, а выход - к второму входу триггера и является вторым выходом формирователя управляющего

сигнала. I

3.Радиотермометр по п. 1, о т 5 личающийся тем, что при подключении на входе интегратора резистивного оптрона формирователь управляющего сигнала включает последовательно соединенные триггер, первый

0 вход которого является входом формирователя управляющего сигнала, и генератор пилообразного напряжения, выход которого подключен к входу введенного компаратора и является первым

5 выходом формирователя управляющего сигнала, а выход компаратора подключен к второму входу триггера и является вторым выходом формирователя управляющего сигнала.

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - сокращение времени измерения при сохранении точности. Радиотермометр содержит контактную антенну 1, циркулятор 2, радиометрический тракт 3, состоящий из СВЧ-коммутатора 5, усилителя 6 ВЧ, квадратичного детектора 7, усилителя 8 НЧ, синхронного детектора 9, интегратора 10 и г-ра 12 опорного напряжения, а также г-р 4 шума, регистратор 11, формирователь 14 управляющего сигнала и датчик 15 контакта. Антенна 1 принимает тепловое радиоизлучение объекта измерения. Тракт 3 преобразует тепловое радиоизлучение в электрический сигнал, который индицируется регистратором 11. В момент касания антенны 1 объекта измерения датчик 15 вырабатывает сигнал для формирователя 14, который управляет интегратором 10 в зависимости от времени измерения и запускает регистратор 11. Устройство по пп.2 и 3 ф-лы отличается выполнением формирователя 14, даны их ил. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.