Фотометр Советский патент 1990 года по МПК G01J1/44 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения отношения мощностей в двух каналах оптического излучения, например при измерениях затухания или коэффициента деления в интегрально-оптических схемах.

Цель изобретения - повышение точности измерения отношения мощностей светового излучения в каналах оптического излучения.

На чертеже представлена структурная схема фотометра.

Фотометр содержит фотодиоды 1 и 2, операционные усилители 3 и 4, компаратор 5, устройство 6 управления, коммутирующий элемент 7, таймер 8, резистор 9 и интегрирующий конденсатор 10.

При этом таймер 8 содержит генератор 11 импульсов, счетчик 12 импульсов, триггер 13 и элемент НЕ 14. Первый и второй выходы фотодиода 1 подключены соответственно к неинвертирующему и инвертирующему входам первого операционного усилителя 3, между инвертирующим входом и выходом которого включен резистор 14. Первый выход фотодиода 2 подключен к неинвертирующему входу второго операционного усилителя 4, второй вход фотодиода 2 подключен к первому входу коммутирующего элемента 7, второй вход которого подключен к общей шине устройства, а выход его подключен к инвертирующему входу второго операционного усилителя 4, между инвертирующим входом

СП

4Ь

Р1 §

ю

и выходом которого включен интегрирующий конденсатор 10. Выходы операционных усилителей 3 и 4 подключены к входам компаратора 5, выход кото- рого подключен к первому входу таймера 8 и к входу устройства 6 управления, выход которого подключен к управляющему входу коммутирующего элемента 7 и к второму входу таймера 8, подключенному к входу элемента НЕ 14, выход которого подключен к входу записи триггера 13, выход которого подключен к управляющему входу генератора 11, выход которого подключен к входу счетчика 12, причем первый вход таймера 8 подключен к входу сброса триггера 13, Устройство б управления выполнено в виде элемента задержки с временем задержки Ј3011° качест- ве коммутирующего элемента 1 может быть использовано реле с нормально замкнутыми и нормально разомкнутыми контактами (входами).

Устройство работает следующим об- разом.

Оптическое излучение мощностью Рц и Р в каналах падает на фотодиоды 1 и 2, в цепях которых вырабатываются фототоки 1ф, ,, ; . Фототоки 1ф, и 1фг преобразуются в операционном усилителе 3 с резистором 9 в постоянный уровень U4-R-,,,.., а в операционном усилителе 4 с интег- | рисующим конденсатором 10 - в пилооб1

С

разное напряжение U,-, (t) г I

где R - величина резистора 9j С - емкость конденсатора 10| t - текущее время.

Выходные напряжения усилителей 3 и 4 подаются на входы компаратора 5, в котором вырабатывается импульс конца счета. Импульс с выхода компаратора 5 задерживается в устройстве 6 уп- равления на время ад и затем поступает на управляющий вход коммутирующего элемента 7. На инвертирующем входе операционного усилитепя 4 устанавливается нулевой потенциал и конденсатор 10 разряжается в течение времени ,

По окончании задержанного импульса с выхода компаратора 5 (по концу им- пульса на выходе устрийства 6) элемент 7 подключает второй Вход фотодиода 2 к операционному усилителю 4 и одновременно через элемент НЕ,, 14 эаписывается 1 в триггер 13, генератор 11 импульсов начинает вырабатывать импульсы, которые считаются счетчиком 12, При равенстве напряжений U.U компаратор 5 вырабатывает импульс конца счета, который подается на вход сброса триггера 13, сигнал с выхода которого прекращает работу генератора 11 импульсов. Цикл измерения повторяется. При этом каждый раз счетчик 12 подсчитывает число импульсов, пропорциональное времени

IfЈj.RC .

K«RC

Кл

.Ei. Рй

т.е. пропорциональное отношению оптических мощностей.

Предлагаемый фотометр позволяет повысить точность измерения отношения мощностей в каналах за счет снятия ограничений по точности измерения отношения аналогового делителя.

Формула изобретения

1, Фотометр, содержащий два измерительных канала, включающих два-фотодиода, два операционных усилителя и резистор, причем первый и второй входы первого фотодиода подключены соответственно к неинвертирующему и инвертирующему входам первого операционного усилителя, первый выход второго фотодиода подключен к неинвертирующему входу второго операционного усилителя, резистор подключен между инвертирующим входом первого операционного усилителя, и его выходом, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности измерения отношения оптических мощностей в каналах, в него введены компаратор, интегрирующий конденсатор, коммутирующий элемент, устройство управления и таймер, причем интегрирующий конденсатор включен между инвертирующим входом второго операционного усилителя и его выходом, входы коммутирующего элемента подключены соответственно к второму выходу второго фотодиода и к общей шине фотометра, выход коммутирующего элемента подключен к инвертирующему входу второго операционного усилителя, выходы операционных усилителей подключены к входам компаратора, выход которого прдключен к первому входу таймера и к входу устройства управления, выход которого подключен к управляющему входу комму515450926

тирующего элемента и второму входу - управления выполнено в виде элемента

задержки с временем задержки, большим времени разряда интегрирующего конденсатора от максимального знатаймера.

2. Фотометр по п..1, о т л изадержки с врем шим времени раз конденсатора от

ающийся тем, что устройство чения до нуля.

управления выполнено в виде элемента

задержки с временем задержки, большим времени разряда интегрирующего конденсатора от максимального зна

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения отношения мощностей в двух каналах оптического излучения. Цель изобретения - повышение точности измерения отношения мощностей. Это достигается тем, что в фотометр, содержащий два операционных усилителя, резистор, введен компаратор, интегрирующий конденсатор, коммутирующий элемент с устройством управления, таймер. При этом точность измерения ограничивается лишь точностью временной привязки и линейностью интегрирующего каскада. Измеряемое отношение определяет время срабатывания компаратора, при этом оцифровывается посредством таймера. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.