Фотометр Советский патент 1982 года по МПК G01J1/44 

1

Изобретение относится к фотометрии , а именно к фотоприемной части фотометров, и может быть использовано для повышения линейности фотоприемной части фотометров.

Один из известных фотометров со-держит фотодиод, масштабный преобразователь и функциональные преобразователи l .

Недостатком известного фотометра ,Q является ограниченная точность.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является фотометр,- содержащий фотодиод, анод которого подключен к входу первого 5 коммутатора и к входу первого масштабного преобразователя, выход которого подключен к второму коммутатору, каждый из двух выходов которого соединен с соответствукхцим функциональ- 20 ным преобразователем, выходы которых соединены с блоком измерения погрешности, первый выход которого соединен с входом второго масштабного преобразователя-, а второй выход - с управляющим входом второго масштабного преобразователя 2.

Недостатком известного устройства является ограниченная точность изме-рений, обусловленная влиянием старения фотодиода и ег.о температурной нестабильностью.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Для достижения указанной цели в фотометр, содержащий фотодиод, анод которого подключен к входу первого коммутатора и к входу первого масштабного преобразователя, выход которого подключен к второму коммутатору, каждый из двух выходов которого соединен с соответствующим функциональным преобразователем, выходы которых соединены с блоком измерения погрешности, первый выход которого соединен с входом второго масштабного преобразователя, а второй выход - с управляющим входом второ.го масштабного преобразователя, введены два резистора, каждый из которых подключен к соответствующему выходу первого коммутатора, а блок измерения погрешности выполнен в виде двух устройств сравнения, делительного устройства и источника опорного напряжения, выход которого соединен с одним входом первого устройства сравнения, выход которого соединен с управляющим входом второго масштабного преобразователя, а другой вход - с выходом делительного устройства, входы которого соединены с соответствующими выходами функциональных преобразователей и с соответствующими входами второго устройства сравнения, выход которого соединен с входом второго масштабного преобразователя, примем катод фотодиода соединен с вторыми выводами резисто.ров.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство содержит фотодиод 1., резисторы 2 и 3, коммутаторы 4 и 5, масштабные преобразователи 6 и 7 функциональные преобразователи 8 и 9, делительное устройство 10, устройства сравне ния 11 и 12, источник 13 опорного напряжения. Катод фотодиода 1 и резисторы 2 и 3 подключены к общей шине. Второй вывод резистора 2 соединен с первым выходом первого коммутатора k, а второй вывод резистора .3 с вторым выходом первого коммутатора . Анод фотодиода 1 одновременно:соединен с входами первого масштабного преобразователя 6 и первого коммутатора , Выход первого масштабного преобразо.вателя 6 подключен к входу второго коммутатора 5- Первый выход второго коммутатора 5 соединен с входом функционального преобразователя 8, а его второй выход - с входом функционального преобразователя 9- Выход функционального преобразователя 8 одновременно соединен с первым входом делительного устройства 10 и с nepBi iM входом второго устройства 11 сравнения. Выход функционального преобразователя 9 одновременно подключен к второму входу второго устройства 11 сравнения и к второму входу делителбного устройства 10. Выход делительного устройства 10 срединен с входом первого устройства 12 сравнения, у которого второй вход подключен к источнику 13 опорного напряжения. Выход первого устройства 12 сравнения соединен с входом второго масштабного преобразователя 7, У которого другой вход подключен к выходу второго устройства 11 сравнения. Выход 11 вто рого масштабного преобразователя 7 является выходом устройства. Блок llT измерения погрешности включает в себя элементы 10-13.

Устройство работ.ает следующим образом.

Первый коммутатор Ц поочередно подключает резисторы 2 и 3. При этом на аноде фотодиода 1 формируется напряжение и (резистор 2), а в следующем такте - напряжение U (резистор 3)Напряжения U и U е виде последовательности импульсов , амплитуды которых определяются интенсивностью измеряемого светового потока ф и величиной, сопротивления резисторов 2 и 3| поступают на вход первого масштабного преобразователя 6, где усиливаются. С его выхода напряжение 8,11 через второй коммутатор 5 поступает на вход функционального преобразователя В, а напряжение B U -через второй коммутатор 5 уа выход функционального преобразователя9. В( - коэффициент передачи первого масштабного преобразователя 6, Функциональные преобразователи 8 и 9 преобразовывают соответствующие входные напряжения ) в форму, удобную для последующих преобразований, например, в постоянные уровни напряжения. На выходе функционального преобразователя В формируется напряжение Ug, пропорциональное Ux,, а на выходе функционального преобразователя 9 напряжение U, пропорциональное ()г, Напряжения U5 и U подступают на входы второго устройства 11 сравнения, на выходе которого формируется измерительный сигнал U-J, пропорциональный величине светового потока Ф. Напряжение и маштабируется вторым масштабным преобразователем 7. выходное напряжение которого поступает в регистрирующие устройства. Для компенсации влияния временного старения и температуры на коэффициент преобразования фотодиода, коэффициент передачи второго масштабного преоб- . разователя 7 сделан переменным и управляется напряжением Ug, поступающим с выхода первого устройства 12 сравнения. Напряжение Ug формируетсяследующим образом. Напряжения U и U, с выходов функциональных преобразователей 8 и 9 поступают на первый и второй вход делительного устройства 10. Напряжение U с выхода делительного устройства поступает затем на вход первого устройства 12 сравнения. На его второй вход поступает напряжение U. Данное изобретение позволяет линеаризовать световую характеристику фотодиода и повысить точность из мерений при влиянии таких дестабилизирующих факторов как старение и температура. Формула изобретения Фотометр, содержащий фотодиод, анод которого подключен к входу пер вого коммутатора и к входу первого масштабного преобразователя, выход ко торого подключен к второму коммута .тору, каждый из двух выходов которо го соединен с соответствующим функциональным преобразователем, вы ходы которых соединены с блоком изм рения погрешности, первый выход которого соединен с входом второго масштабного преобразователя,а второй выход - с управляющим входомвт 9 6 ого масштабного преобразователя, тлича,ющийся тем, что, целью повышения точности измерений, в него введены два резистора, каждый из которых подключен к соответствующему выходу первого коммутатора, а блок измерения погрешности выполнен в виде двух устройств сравнения, делительного устройства и источника опорного .напряжения, выход которого соединен с одним входом первого устройства сравнения, выход которого соединен с управляющим входом второго масштабног о. преобразователя, а другой вход - с выходом делительного устройства, входы которого соединены с соответствующими выходами функциональных преобразователей и g соответствующими входами эторого устройства сравнения, выход которого соединен с входом второго масштабного преобразователя, причем катоД фотодиода соединен с вторыми выводами резисторов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .1. Патент США ff 3790288, кл. G 01 J 1/«,опублик. 1977. 2. Авторское свидетельство СССР № , кл. G 01 J , 1978 (прототип).

3- I