Измерительное устройство атомно-абсорбционного спектрометра Советский патент 1990 года по МПК G01J3/42 

Изобретение относится к технической физике и может быть применено в спектральном приборостроении.

Цель изобретения - повышение точности измерений и упрощение устройства.

На фиг.1 показана блок-схема устройства; на фиг.2 - циклы измерения сигналов.

Устройство состоит из буферного усилителя 1, основного усилителя 2, включенного последовательно.с усилителем 1, двух каналов 3 и 4 обработки сигналов, логарифматора 5, демодулятора 6 и индикации 7. Блок 8 синхронизации управляет работой ключей в устройстве.

Основной усилитель 2 содержит резисторы 9, 10, 11, операционный усилитель 12 и ключ 13. При замкнутом ключе 13 сигнал на выходе 12 не- инвертирован, при разомкнутом - наоборот.

Блок 2 связан с каналами 3 и 4 посредством зарядных резисторов 14 и 15, сопротивления которых выбираются из соотношения:

R« 2R43 ,

сл

00

со сл

S3

где t, - длительность темнового

межутка;

длительность измеряемого сигнала.

Каипл обработки 3 состоит из клю- чей 16 и 17, служащих для детектирован -ш аддитивных помех и измеряемого сигнала соответственно, а также усилителя 18, в цепи обратной связи которого включен конденсатор 19. С целью упрощения цепь сброса конденсатора не показана (необходимо параллельно конденсатору 19 включить ключ) Через ключ 20 канал 3 подключается К блоку 5.

Канал обработки 4 состоит из ключей 21 и 22, служащих для детектирования аддитивных помех измеряемого сигнала, соответственно, а также уси- лителя 23, в цепи обратной связи ко- Ti-oporo включен конденсатор 24, Цепь сброса также не приведена. Через 25 канал 4 подключается на вход блока 5,

Логарифматор, равно как и демодулятор (блоки 5 и 6) могут быть выполнены по широкоизвестным схемам. Например, блок 5 обычный логарифмирующий усилитель. Блок 6 - два синхронных импульсных детектора, нагруженные на дифференциальный усилитель. Блок синхронизации 8, управляющий ключами устройства, содержит набор оптронов, установленных на раз- ,|шчных расстояниях от оси вращения модулятора и дополнительного диска с ррорезями. Оптроны управляются прорезями в диске. При вращении модулятора каждый оптрон дает сигнал на открытие своего ключа или установку интегратора в нулевое состояние, когда соответствующая прорезь в диске проходит мимо соответствующего оптро на. Для упрощения конструкции ряд оптронов может быть заменен логической схемой, формирующей требуемые сигналы управления известным образом из сигналов оставшихся оптронов.

Сигнал фотоэлектронного умножителя представляет собой чередующиеся сигналы темнового промежутка 26 (фиг.2), рабочего сигнала 27, темнового промежутка 28, сигнала сравнения 29, темнового промежутка 30. Здесь также может присутствовать аддитивная помеха 31.

Устройство работает следующим образом,

0

5

Q 5

Q 5

50 5

5

0

45

Предположим, что цикл работы начинается с темнового промежутке 26. Тогда блок 8 выдает сигнал на замыкание ключа 13 и ключа 16. На интеграторе блока 3 накапливается сигнал помехи 31. При поступлении сигнала 27 на вход блока 1 ключи 13 и 16 размыкаются, а ключ 17 замыкается. На интеграторе блока 3 накапливается рабочий сигнал в полярности, отрицательной по отношению к помехе. С поступлением сигнала на вход блока 1 в момент 28 вновь замыкается ключ 13, а также ключ 16 и ключ 21. На интеграторе канала 3 накапливается сигнал помехи, при этом этот сигнал усредняется за рассмотренный цикл измерений и вычитается из рабочего сигнала. На интеграторе канала 4 происходит первое накопление сигнала помехи. В момент поступления сигнала сравнения 29 ключи 10, 16 и 21 размыкаются, а ключ 22 замыкается. На интеграторе канала 4 накапливается сигнал сравнения в полярности, противоположной сигналу помехи. В момент 29 замыкается ключ 20 и содержимое канала 3 вначале логарифмируется, затем демодулируется и запоминается в блоке 6. При поступлении сигнала помехи в момент 30 вновь замыкаются ключи 13, 16, 21. На интеграторе канала 4 происходит усреднение помехи, ее вычитание из сигнала сравнения. На интеграторе канала 3 происходит накопление сигнала помехи. Затем, при поступлении очередного рабочего сигнала содержимое канала 4 проходит через ключ 25 на лога- , рифматор 5, демодулируется блоком 6, где и запоминается. После вычитания сигналов блок 7 инициоует результат измерений в виде оптической плотности.

Сброс интеграторов каналов 3 и 4 происходит в моменты накопления полезного сигнала в противоположном канале.

В дальнейшем цикл повторяется.

Таким образом, благодаря использованию усилителя с регулируемой фазой выходного сигнала можно не опасаться перегрузок каналов 3 и 4, поскольку для накопления сигналов помехи и полезных применены различные зарядные резисторы. Кроме того, применение одних и тех же зарядных резисторов в каналах 3 и 4 приводит к большей

стабильности схемы как по отношению к колебаниям температуры, так и во времени. Кроме того, устройство упрощено по сравнению с прототипом, так как отсутствует третий канал измерений, ны.

а сами каналы 3 и 4 упроцеФормула изобретения

Измерительное устройство атомно- абсорбционного спектрометра, содержащее буферный усилитель, усилитель, зарядные резисторы, не менее одного интегрирующие усилители, связанные с системой регистрации, ключи для синхронного детектирования измеряемого сигнала и сигнала помехи, связанные через зарядный резкстор с выходом усилителя, а выход системы регистра

цик через последовательно соединенные логарифматор и демодулятоу подключен к измерительному прибору, и блок управления и синхронизации, о т- личающееся тем, что, с целью повышения надаяности и упрощения устройства, усглнтель выполнен с изменяемой фазой выходного сигнала, выход его соединен с общей точкой зарядных резисторов, при этом вторые выводы зарядных резисторов через ключи подключены к входам интегрирующих усилителей, причем величины резисто- ров удовлетворяют условию

. R,2R Ј0/€r, «- где г.

„длительность темповто промежутка;

длительность измеряемого сигнала.

Изобретение относится к технической физике и может быть применено в спектральном приборостроении. Цель изобретения - повышение точности и упрощение устройства. Измерительное устройство атомно-абсорбционного спектрометра содержит буферный усилитель, усилитель, зарядные резисторы, не менее одного интегрирующих усилителей, связанных с системой регистрации, ключи для синхронного детектирования измеряемого сигнала и сигнала помехи, связанные через зарядный резистор с выходом усилителя, а выход системы регистрации через последовательно соединенные логарифматор и демодулятор подключен к измерительному прибору, и блок управления и синхронизации. Для достижения усилитель выполнен с измеряемой фазой выходного сигнала, выход его соединен с общей точкой зарядных резисторов. При этом вторые выводы зарядных резисторов через ключи подключены к входам интегрирующих усилителей. Величины резисторов удовлетворяют условию R₁=2R₂Τ₀/Τ_T, где Τ_T - длительность темнового промежутка, Τ₀ - длительность измеряемого сигнала. 2 ил.

J7

8

J

На ключи

Ц16, Ч 20, 2/ 22,25

2Ј

27

Фиг. г