Измеритель энергии излучения

 

ИЗМЕРИТЕЛЬ ЭНЕРПШ ИЗЛУЧЕНИЯ , содержащий последовательно расположенные оптическую систему, модулятор , последовательно соединен ныё приемник излучения, синхронный накопитель- , усилитель переменного напряжения , синхронный детектор и регистратор , схему управления постоянной времени накопления, вход которой связан с выходом синхрон ного детектора, а выход ее с синхронным накопителем, и датчик опорного канала, выход которого связан с синхронным накопителем и синхроным детектором, от.лич ающ и и с я тем, что, с целью повышения точности и уменьшения времени измерения за счет адаптивного спеже-. ния за значением измеряемой энергии, он дополнительно содержит генератор электрических импульсов, сравнивающее устройство и источник опорного напряжения, причем выход синхронного j детектора соединен с первьм входом сравнивающего устройства, второй вход которого соединен с выходом ис-: (f точника опорного напряжения, а выход - .с входом генератора электрических импульсов, выход генератора . электрических импульсов подключен к суммирующему входу схемы управления постоянной времени накопления.

СОЮЗ COBETCHHX

PECAVSЛИК

Р1) С 01 J 5/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3558001/25 (22) 28.02 ° 83 (46) 07.06.91. Бюл. Р 21 (71) Институт физики АН БССР (72) В.Б.Дунаев и Н.В.Мазаев (53) 536.5(088.8) (56) Патент СПА Р 3883248, кл. С 01 J 3/42, опублик. 1975.

Авторское свидетельство СССР

В 697837, кл. С 01 J 5/20, 1979.

Авторское свидетельство СССР, И 890086, кл. С 01 J 5/24, 1981. (54) (57) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЭНЕРПЯ ИЗЛУЧЕНИЯ, содержапий последовательно рас положенные оптическую систему, модулятор, последовательно соединен нь1е приемник излучения, синхронный накопитель; усилитель переменного напря. жения, синхронный детектор и регистратор, схему управления постоянной времени накопления, вход ко1

Изобретение относится к технике измерения энергии излучения, и может быть использовано в радиометрах, спектрорадиометрах, спектрометрах, газоанализаторах.

Известен измеритель энергии из. лучения, содержащий оптическую систему, модулятор, приемник излучения, синхронный накопитель, усилитель переменного напряжения, синхронный детектор и регистрирующее устройство.

Недостатком известного устройства является то, что постоянная времени.,80„„1151068 А 1 торой связан с выходом синхронного детектора, а выход ее с синхронным накопителем, и датчик . опорного канала, выход которого связан с синхронным накопителем и синхроным детектором, о т .л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности и уменьшения времени измерения за счет адаптивного слеже-. ния за значением измеряемой энергии, он дополнительно содержит генератор электрических импульсов, сравниваю- щее устройство и источник опорного напряжения, причем выход синхронного детектора соединен с первым входом сравнивающего устройства, второй

/ вход которого соединен с выходом ис-: точника опорного напряжения, а вы" ход — .с входом генератора электрических импульсов, выход генератора электрических импульсов подключен к

° суимирующему входу схемы управления постоянной времени накопления. накопления синхронного детектора выбирается неизменной, а это приводит к снижению быстродействия и ухудшению точности измерения быстропеременных потоков, Известен также измеритель энергии излучения, содержащий оптическую систему, модулятор, приемник излучения, синхронный накопитель, усилитель переменного напряжения, синхронный детектор, приемник опорного канала, ключ, квадратичный детектор, измеритель отношения, схему управления

1151068 постоянной времени накопления и регистрирующее устройство.

Недостатками известного измерителя являются: низкая точность измере5 ния, вызванная конструктивными особенностями устройства; низкая надежность вследствие сложности схематехнического решения. Ближайшим техническим решением является измеритель энергии излучения, содержащий последовательно расположенные оптическую систему и модулятор, последовательно соединенные приемник излучения, синхронный накопитель, усилитель перемен-15 ного напряжения, синхронный детектор и регистратор, схему управления постоянной времени накопления, вход которой связан с выходом синхронного детектора, а выход ее — с синхронным накопителем, и датчик опорного кана.ла, выход которого связан с синхронным накопителем и синхронным детектором.

Недостатком известного устройства 25 . является наличие большой постоянной времени накопления при нулевом сигнале на выходе синхронного детектора, что ведет к достаточно большому времени выхода на.режим, особенно при 0 измерении сигналов низкой и средней интенсивности, а также к снижению точности измерения быстропеременных сигналов.

Цель изобретения — повышение точ35 ности и уменьшение времени измерения за счет адаптивного слежения за значением измеряемой энергии. Указанная цель достигается тем, что измеритель энергии излучения, содержащий последовательно расположенные оптическую систему и.модулятор, последовательно соединенные приемник излучения, синхронный накопитель, усилитель переменного напряжения, синхронный детектор и регистратор, схему управления постоянной времени накопления, вход которой связан с выходом синхронного детектора, а выход ее — с синхронным накопителем, H датчик опорного кана- 50 ла, выход которого связан с синхронным накопителем и синхронным детектором, дополнительно содержит генератор электрических импульсов, сравнивающее . устройство и источник опорного напряжения, причем выход синхронного детектора соединен с первым входом сравнивающего устройства, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход — со входом генератора электрических импульсов, выход генератора электрических импульсов подключен к суммирующему входу схемы управления постоянной времени накопления.

На чертеже изображена структурная схема измерителя энергии излучения.

Измеритель энергии излучения содержит последовательно расположенные оптическую систему 1, модулятор

2, последовательно соединенные приемник излучения 3, синхронный накопитель 4, усилитель переменного напряжения 5, синхронный детектор 6, регистратор 7, схему управления постоянной времени накопления 8, вход которой связан с выходом синхронного детектора 6, а выход ее — с синхронным накопителем 4, и датчик опорного канала 9, выход которого связан с синхронным накопителем 4 и синхронным детектором 6, генератор эпектрических импульсов 10, сравнивающее устройство 11 и источник опорного напряжения 12, причем выход синхронного детектора 6 соединен с первым входом сравнивающего устройства 11, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения

12, а выход — со входом генератора электрических импульсов 10, выход генератора электрических импульсов

10 подключен к суммирующему входу схемы управления постоянной времени накопления 8.

Устройство работает следующим образом.

Световой сигнал проходит через . оптическую систему 1, модулируется модулятором 2 и попадает на приемную площадку приемника излучения 3.

Электрический сигнал с приемника излучения 3, амплитуда которого пропорциональна энергии. светового сигнала, поступает на вход синхронного накопителя 4, затем усиливается усилителем переменного напряжения 5 и подается на вход синхронного детектора 6. Опорным напряжением для синхронного накопителя 4 и синхронного детектора 6 является напряжение, поступающее с выхода датчика опорного канала 9. С выхода синхронного детектора 6 постоянное напряжение, пропорциональное энергии излучения,, подающего на приемную площадку приемника излучения 3, поступает на вход

1,151068

РедактоР N.Ëåíèíà ТехРед, Л.Олийнык КоРРектор М.Самборская

Заказ 2563 Тираж 332 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-,издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 регистратора 7, а также на один из входов сравниваюцего устройства 11. и на вход схемы управления постоянной времени накопления 8., Схема управления постоянной времени накопления 8 изменяет величину постоянной времени синхронного накопителя 4 в . соответствии с выходным напряжением синхронного детектора 6. При увеличении сигнала постоянная времени накопления уменьшается, а при уменьшении сигнала постоянная времени накопления увеличивается. Увеличение постоянной времени накопления проис ходит до тех пор, пока напряжение, подаваемое с выхода синхронного детектора 6 на вход сравнивающего устройства 11, больше напряжения источника опорного напряжения 12, подаваемого на вход сравнивающего устройства 11. При уменьшении выходного сигнала синхронного детектора 6 ниже напряжения источника опорного напряжения на выходе сравниваюцего уст. ройства 11 появляется напряжение, за пускающее генератор импульсов 10, причем величина запускающего напряжения пропорциональна разности входных напряжений сравнивающего устройства 11. Амплитуда импульсов на выходе генератора электрических импульсов 10 пропорциональна величине запускающего напряжения на выходе сравнивающего устройства 11.

Сигнал с выхода генератора импульсов

10 поступает на суммируюций вход схемы управления постоянной времени на5 копления 8, где суммируется с посто-, янной составляющей, пропорциональной постоянному напряжению па выходе синхронного детектора 6.

Импульсная Ьорма сигнала на выходе схемы управления постоянной времени накопления 8 позволяет кратковременно, практически не влияя на соотношение сигнал/шум на выходе устройства, уменьшать постоянную времени для возможно более быстрого роста выходного сигнала при наличии любого по амплитуде скачка измеряемого сигнала на входе. Таким образом, кратко20 временное уменьшение постоянной времени накопления позволяет повысить скорость нарастания выходного напряжения при появлении сигнала на входе, т.е. сократить время измерения.

Повышение точности измерения определяется адаптивным слежением устройства за значением энергии светового сигнала и изменением постоянной вре3р мени обратно пропорционапьно значению энергии, что позволяет более точно измерять энергию кратковременных импульсных выбросов, присутствующих в световых потоках.