Фотоприемное устройство Советский патент 1990 года по МПК G01J5/24 

Изобретение относится к устройствам для измерения интенсивности света и может быть использовано в измерительной технике и автоматике.

Цель изобретения - повышение линейности зависимости выходного сигнала фотоприемного устройства от освещенности фоторезисторов и снижение погрешности измерений, вызванной колебаниями температуры.

На чертеже представлена схема фотоприемного устройства.

Фотоприемное устройство содержит мост из четырех фоторезисторов 1-4,

первый вход которого соединен с первой шиной источника питания, а второй вход - через резистор 5 с второй шиной источника питания, дифференциальный усилитель на транзисторах 6, 7, входы которого подключены к диагонали моста фоторезисторов, а выходной сигнал снимается с резисторов 8,9 и регистрируется вольтметром 10.

Кроме того, в эмиттерную цепь транзисторов 6 и 7 включен токорегу- лирующий трайзистор 11, базовый вывод которого соединен через резнеел Ч|

со со

СП

тор 12 с точкой соединения резистора 5 и моста фоторезисторов.

Фотоприемное устройство работает следующим образом.

При отсутствии освещения выходной сигнал с моста U 0, соответственно равен нулю сигнал на выходе усилителя и„. При освещении фоторезисторов 1 и 2 (фоторезисторы 3 и 4 закрыты от света) происходит разбаланс моста и выходное напряжение усилителя возрастает

uv VReWR«- W 0

где Н„ - сопротивление резистора 8

или 9; Ь2 коэффициент передачи тока

транзисторов усилителя; R - входное сопротивление дифференциального усилителя; Kf - коэффициент усиления по напряжению дифференциального усилителя. Можно показать, что UM Е0 ДИ/2(Нт+ Rff), (2)

где Е - напряжение источника питания;

4R - изменение сопротивления фоторезистора при освещении; R5 - сопротивление резистора 5; R - темновое сопротивление фоторезисторов 1-4.

С увеличением интенсивности света чувствительность фоторезисторов уменьшается, что приводит к возникновению нелинейности выходного сигнала моста U в зависимости от интенсивности. Одновременно с увеличением интенсивности уменьшается сопротивление фоторезисторов 1-4, что приводит к росту тока через резистор 5 и падению напряжения на нем, что в свою очередь увеличивает напряжение на входе транзистора И, а также через него и транзисторы 6 и 7 дифференциального усилителя.

При этом коэффициент усиления по напряжению дифференциального усилителя увеличивается с увеличением тока транзистора 11.

С увеличением температуры выходной сигнал моста также уменьшается

0

0

за счет уменьшения чувствительности фоторезисторов и уменьшения их темно- вого сопротивления. Однако при этом увеличивается ток5 протекающий через мост фоторезисторов и падение напряжения на резисторе 5, что в итоге ведет к увеличению коэффициента усиления дифференциального усилителя.

Таким образом} в предлагаемом йо- топриемном устройстве уменьшение вы- ,ходного сигналамоста фоторезисторов компенсируется одновременным увеличением коэффициента усиления дифференциального усилителя,вследствие чего повышается линейность зависимости выходного напряжения от мощности падающего излучения и повышается стабильность выходного сигнала фотоприемного устройства при изменениях температуры.

Формула изобретен и1 я Фотоприемное устройство, содержащее измерительный мост из четырех

фоторезисторов, причем первый вход

моста соединен с первой шиной источника питания, транзисторный дифференциальный усилитель, входы которого соединены с диагоналями измерительного моста, а к выходу подключен контрольно-измерительный прибор, причем источник тока в эмиттерной цепи транзисторов дифференциального усилителя выполнен на биполярном транзисторе,

коллектор которого соединен с точкой соединения эмиттеров транзисторов дифференциального усилителя, а эмиттер - с второй шиной источника питания, отличающееся тем, что, с

целью повышения линейности зависимос- ти выходного сигнала от освещенности фоторезисторов и снижения погрешности измерений, вызванной колебаниями температуры фоторезисторов между

вторым входом моста и второй шиной

источника питания включен дополнительный резистор, а база транзистора источника тока дифференциального усилителя соединена через второй дополнительный резистор с точкой соединений первого дополнительного резистора и второго входа моста .фоторезисторов.

Изобретение относится к устройствам для измерения интенсивности света и может быть использовано в измерительной технике и автоматике. Целью изобретения является повышение линейности зависимости выходного сигнала фотоприемного устройства от освещенности фоторезисторов и снижение погрешности, вызванной колебаниями температуры. Фотоприемное устройство содержит измерительный мост фоторезисторов, последовательно с которым включены дополнительный резистор и дифференциальный усилитель, причем его коэффициент усиления увеличивается при увеличении падения напряжения на дополнительном резисторе. При увеличении уровня освещенности или возрастания температуры происходит уменьшение чувствительности фоторезисторов и в то же время уменьшение их сопротивления и возрастание протекающего через дополнительный резистор тока. Таким образом, в предложенной схеме происходит компенсация уменьшения чувствительности фоторезисторов увеличением коэффициента усиления дифференциального усилителя. Фотоприемное устройство имеет высокую линейную зависимость выходного сигнала от освещенности и высокой его стабильностью при изменениях температуры. 1 ил.