Источник света Советский патент 1992 года по МПК G01J1/08 

Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано в оптической пирометрии в качестве вторичного эталона температуры.

Известен источник света - лампа нака- ливания СМ 37, используемая в качестве вторичного эталона температуры. Стабильность потока излучения достигается предварительным старением лампы и поддержанием постоянного тока, протека- ющего через нить накала.

Недостатком данного источника света является зависимость потока излучения лампы от сопротивления ее спирали, которое подвержено изменению под действием вибрации и естественного старения.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является источник света, содержащий мост сопротивлений с лампой накаливания в качестве одного из плеч, управляемый источник тока и дифференциальный усилитель. Принцип работы устройства основан на предположении, что температура нити накала и ее световой поток однозначно связаны с сопротивле- нием нити накала, поэтому предполагается, что стабильность температуры и светового потока достигается автоматической баланбировкой моста и, следовательно, постоянством сопротивления нити накала.

Недостатком известного источника света является нестабильность потока излучения лампы во времени из-за старения лампы, ударных нагрузок и вибрации, кото- рые способны изменять сопротивления нити накала из-за закорачивания витков спирали нити накала и действия тензорного эффекта. Поэтому температура нити накала и ее сопротивление не связаны однозначно и стабилизация сопротивления нити накала не приводит к стабилизации температуры и светового потока в условиях вибрации и ударных нагрузок.

Целью изобретения является повыше- кие стабильности излучения во времени в условиях вибрации и ударных нагрузок.

На чертеже приведена функциональная схема источника света.

Источник света содержит последова- тельно соединенные управляемый источник 1 тока, лампу 2 накаливания и образцовый резистор 3, а также дифференциальный усилитель 4, выход которого соединен с управляющим входом управляемого источника 1 тока. Кроме того, источник света содержит вычитающий элемент 5, аналоговый перемножитель 6 и источник 7. опорного напряжения, при этом первый и второй входы вычитающего элемента 5 соединены с первым и вторым выводами лампы 2 накаливания соответственно, а выход - с первым входом аналогового перемножителя б, второй вход которого соединен с точкой соединения второго вывода лампы 2 накаливания и первого вывода образцового резистора 3. выход аналогового перемножителя 6 соединен с первым входом дифференциального усилителя 4, второй вход которого соединен с выходом источника 7 опорного напряжения.

Источник света работает следующим образом..

При протекании через лампу 2 накаливания электрического тока от управляемого источника 1 тока нить накала (не показана) лампы 2 накаливания выделяет электрическую мощность Р, которая преобразуется, в пропорциональный поток излучения. Величина электрической мощности Р, выделяемой нитью нркала лампы 2 накаливания, определяется величиной падения напряжения на лампе 2 накаливания и сопротивлением нити накала:

Величина падения напряжения на лампе 2 накаливания представляет собой разность напряжений EI и Еа на ее первом и втором выводах. При этом напряжение Е2 второго вывода лампы 2 накаливания определяется падением напряжения на образцовом резисторе 3, выбранном таким образом, что его сопротивление не изменяется во времени и под воздействием внешних факторов.

Величина падения напряжения на образцовом резисторе 3 определяется, в свою очередь, его собственным сопротивлением и величиной тока, протекающего через образцовый резистор 3.

Величина потока излучения лампы 2 накаливания задается с помощью источника 7 опорного напряжения следующим образом.

На втором входе дифференциального усилителя 4 с помощью источника 7 опорного напряжения устанавливается напряжение, пропорциональное задаваемой мощности, выделяемой нитью накала лампы 2 накаливания, т.е. заданной величине потока излучения.

На первый вход дифференциального усилителя 4 с выхода аналогового перемножителя 6 поступает напряжение, пропорциональное мощности Р, выделяемой нитью накала лампы 2 накаливания/которое определяется следующим образом.

Падение напряжения Un на нити накала лампы 2 накаливания вычисляется с помощью вычитающего элемента 5 по формуле

Ufl Ei-E2.

На выходе аналогового перемножителя 6 в этом случае получается произведение падения напряжения 1)л на нити накала лампы 2 накаливания и падения напряжения на образцовом резисторе 3. Это произведение пропорционально мощности, рассеиваемой нитью накала лампы 2 накаливания.

Таким образом, на первый и второй входы дифференциального усилителя 4 поступают напряжения, пропорциональные требуемой и фактической величинам потока излучения. При изменении мощности, рассеиваемой нитью накала лампы 2 накаливания, т.е. при изменении фактической величины потока излучения, на выходе диф- ференциального усилителя 4 появляется разностный сигнал, при поступлении которого на управляющий вход управляемого источника 1 тока на его выходе изменяется величина тока таким образом, что величина напряжения на первом входе дифференциального усилителя 4 сравнивается с величиной напряжения на его втором входе.

Таким образом обеспечивается повышение стабильности потока излучения на выходе лампы 2 накаливания во времени при воздействии внешних дестабилизирующих факторов, например при воздействии на лампу накаливания вибрации и ударных нагрузок, за счет отслеживания за флюктуа-

цией мощности, выделяемой на ните накал лампы 2 накаливания, и ее автоматической компенсации изменением тока, протекающего через лампу 2 накаливания.

Формула изобретения Источник света, содержащий последовательно соединенные управляемый источник тока, лампу накаливания и образцовый резистор, а также дифференциальный усилитель, выход которого соединен с управляющим входом управляемого источника тока, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности излучения во времени в условиях вибрации и ударных нагрузок, он дополнительно содержит вычитающий элемент, аналоговый перемножитель и источник опорного напряжения, при этом первый и второй входы вычитающего элемента соединены с первым и вторым выводами лампы накаливания соответственно, а выход - с первым- входом аналогового перемножителя, второй вход которого соединен с точкой соединения второго вывода лампы накаливания и первого вывода образцового резистора, выход аналогового перемножителя соединен с первым входом дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения.

Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано в пирометрии в качестве вторичного эталона температуры. Цель изобретения - повышение стабильности излучения во времени в условиях вибрации и ударных., нагрузок. Суть изобретения заключается в отслеживании за флюктуацией мощности, выделяемой на нити накала лампы накаливания, поток излучения которой пропорционален этой мощности, и ее автоматической компенсации изменением тока, притекающего через лампу 2 накаливания и образцовый резистор 3 от управляемого источника 1 тока. При этом величина потока излучения задается с помощью источника 7 опорного напряжения. Таким образом обеспечивается повышение стабильности потока излучения на выходе лампы 2 накаливания во времени при воздействии внешних дестабилизирующих факторов. 1 ил. (Л VI о о ел