Логарифмирующий фотометр Советский патент 1982 года по МПК G01J1/44 

(54) ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ ФОТОМЕТР

Изобретение относится к фотометрии и может быть использовано в погружаемых яркомерах, стокс-поляри метрах, измерителях подводной облученности и лругой гидрооптической . аппаратуре при океанологических и димнологических исследованиях.

Известен логарифмический фотометр содержащий фотоумножитель с делителем напряжения 1 J.

Однако данное устройство обладает ограниченной точностью. .

Наиболее близким к изобретению техническим решением является логарифмический фотометр, содержащий фотоумножитель с делителем напряжения, регистратор и электронную лампу f2j.

Недостатком известного устройства является ограниченная точность измерений в области больших потоков излучения из-за нелинейности начального участка световой характеристики.

Цель изобретения j повышение точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что в известный логарифмический .фотометр, содержащий фотоумножитель с делителем напряжения, регистратор и электронную лампу, введены транзистор и диод-резисторная цепочка,через

которую катод электронной лампы соединен с делителем напряжения, причем эмиттер транзистора соединен с анодом фотоумножителя, база - -с управляющей сеткой электронной лампы, а коллек тор - с катодом электронной лампы, регистратор подключен параллельно диод-резисторной цепочке.

На чертеже показана схема предлага10емого устройства.

Логарифмический фотометр содержит фотоумножитель 1 с делителем 2 напряжения, транзистор 3, электронную лампу 4, диод-резисторную цепочку, состоящую из диода 5 и резистора 6,

15 клеммы 7 и 8 подключения питания фотометра, регистратор 9.

Транзистор 3 применен в качестве анодной нагрузки фотоумножителя 1. 20 Транзистор 3 служит для линеаризации амплитудной характеристики фотометра в области слабых потоков излучения. Для этого эмиттер транзистора соединен с анодом фотоумножителя 1, коллек25тор его соединен с катодом электронной лампы 4, а - с ее управляющей сеткой.

Электронная лампа 4 предназначена для автоматического управления интегральной чувствительностью Фотометра 1 и предохранения его от свето вых перегрузок. Для этой цели может быть использован, например пентод в триодном включении. Диод-резисторная цепочка состоит из диода 5 и резистора 6. Диод-резисторная цепочка включена последовательно с делителем 2 напря жения в цепь катода электронной лампы 4. Она служит для коррекции линейности амплитудной характеристики фотометра в области высоких уровней потока излучения, а также для формирования сигнала для регистратора 9 Устройство работает следующим образом. При возрастании Потока излученияF падающего на катсэд фотоумножителя 1, растет анодный ток фотоумножителя .Рост алодного токи фотоумножителя Г созда ет отрицательный потенциал на управляющей сетке электронной лампы 4, вызывая увеличение ее внутреннего сопротивления. Так как электронная лампа 4 присоединена к источнику (7-8) высокого напряжения последовательно с делителем 2 напряжения, то увеличение ее внутреннего сопротивления ведет к уменьшению напряжения на делителе 2,а следовательно/ к понижению интегральной чувствительности фотоумножителя.1 При уменьшении интенсивности потока, падающего на катод фотоумножителя 1., происходит процесс j обратный предла гаемому . Высокая линейность характеристики преобразования потока излучения в электрический сигнал в области малых йнтенсивностей светового потока . обеспечивается тем, что в цепи анод фотоумножителя 1 - катод электронной лампы 4 включен эмиттер-коллекторный переход транзистора 3, эквивалентный высокоомному. нелинейному сопротивлению, в цепи катод - управляющая электронной лампы. 4. включен база-коллекторный переход транзистора 3, также эквивалентный высокоомному нелиней ному сопротивлению, а в цепи анод фотоумножителя - управляющая сетка электронной лампы 4 включено низкоомное сопротивление база-эмиттерного перехода транзистора 3. Для области высоких уровней потока излучения линеаризации амплитудной характеристики фотометра обеспечивает ся наличием в цепи катод элек.тронной лампы 4 - делитель напряжения 2 диодрезисторноЯ цепочки. В качестве электронной лампы 4 используется пентод с короткой анодно-сеточной характеристикой. Ее начал ный участок может быть представлен в виде см шах i d 1де - анодный ток электронной лампы 4; 3 - то же, при нулевом потенциаашах jjg управляющей сетке лампы 4; К - коэффициеит пропорциональности;и - напряжение на аноде фотоумножителя 1, которое через эмиттер-базовый переход тран зистора 3 прикладывается к управляющей сетке электронной лампы 4. Напряжение Ud связано с интенсивностью потока излучения зависимостью Uci ) где коэффициент пропорциональносIТИ. Подставляя выражения (2) в (1), получаем За ) cintax В соответствии с Формулой f3)аналогом измеряемой величины потока излучения F может быть напряжение, создаваемое током Л на звеньях делителя напряжения 2. (4) ид , где Яд - сопротивление некоторой части делителя 2, с которой снимается аналоговый сигнал. Для компенсации нелинейности в выражении (4 ) необходимо снимать анало- говое напряжение с элемента, вольтамперная характеристика которого соответствовала бы выражению (3). Таким элементом в фотометре является диодрезисторная цепочка, включенная в цепь катода электронной лампы 4 перед делителем напряжения 2. При соответствующем подборе параметров цепи 5 и 6 ее вольтамперная характеристика имеет вид ) ток, протекающий через диодрезисторную цепочку 5 и 6, напряжение на клеммах 7 и 8; коэффициент пропорциональности . Так как 3g За/ то решая совместно выражения (3) и (5), получаем Выражение (6) показывает, что зависимость между напряжением на выходе фотометра и логарифмом потока излучения, падающего на катод фотоумножителя 1, имеет линейный характер. Предлагаемое изобретение позволяет повысить точность измерений светового излучения в широком динамическом диапазоне.

Формула изобретения

Логарифмический фотометр, содержа1ДИЙ фотоумножитель с делителем напряжения, регистратор и электронную лампу, отличающийся тем, что, с целью повыгиения точности измерения, в него введены транзистор и диод-резисторная цепочка, через которую катод электронной лампы соединен с делителем напряжения, причем эмиттер транзистора соединен с ано,дом фотоумножителя, база - с управляю€)

4-cfn

о

7

щей сеткой электронной лампы,коллектор - с катодом Электронной лампы, а регистратор подключен параллельно диод-резисторной цепочке.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

,Л. , Машиностроение; 1979, с, 262 (прототип).

G

miО

8