Устройство для определения оптических характеристик материалов

 

Изобретение относится к технике оптических измерений, а именно к однолучевым фотометрам немодулированного света, и позволяет повысить быстродействие устройства и точность определения оптических характеристик материалов. Устройство содержит управляемый от блока управления 4 источник света 2, который через кювету 3 с измеряемым объектом оптически связан с фотоэлектрическим преобразователем (ФП) 1,подключенным к прео бразователю 5 токнапряжение, выходное напряжение последнего пропорционально интенсивности потока света, падающего на фотоэлектрический преобразователь 1, и усиливается усилителем.(у) 6, после чего поступает на регистратор (р) 7. Выходное напряжение подается также на компаратор (к) 8, который фиксирует на своем выходе полярность этого напряжения. На второй вход У подсоединен преобразователь 12цифра-аналог, цифровые входы которого подсоединены к вькоду счетчика 11. Путем управления счетчика, выполненного как реверсивного, с выхода К при пoмoD и D-триггера 14, генератора 10, выполненного как двухтактного и двух элементов И-9. 13во время темновой фазы цикла ifs- мерения,- когда световой поток прекращен , в течение нескольких тактов Т можно следить за компенсацией нового тока ФП и паразитных сигналов , возниканндих во входных цепях У, и достичь таким образом в короткое время напряжения на входе Р, близкого к нулю. В течение фазы измерения схема сохраняет свое состояние компенсации паразитных сигналов. Тем самым, путем резкого сокращения темновой фазы измерения достигнуто повышение скорости измерений и повышение быстродействия. 1 ил. I сл ю СХ) Од

Со)ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН

„.SU 127861

А1 (50 4 G О) Л )/44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Г)О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 394) 798/31-25 (22) 13.08.85 (46) 23. 1 2. 86. Бюл. ¹ 47 (71) Физико-энергетический институт

АН ЛатвССР (72) О.Е.Вилитис, Я;К.Бусенбергс, Г.Ф.Бейдер и Л.Г.Кандалинцев (53) 535,242(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 957006, кл. 0 01 J )/44, !980, Европейский патент № 004649!, кл. G 01 ) )/44, опублик, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к технике оптических измерений, а именно к однолучевым фотометрам немодулированного света, и позволяет повысить быстродействие устройства и точность определения оптических характеристик материалов. Устройство содержит управляемый от блока уп— равления 4 источник света 2, который через кювету 3 с измеряемым объектом оптически связан с фотоэлектрическим преобразователем (ФП) l,ïîäключенным к преобразователю 5 ток— напряжение, выходное напряжение. последнего пропорционально интенсивности потока света, падающего на фотоэлектрический преобразователь

1, и усиливается усилителем (У) 6, после чего поступает на регистратор (Р) 7. Выходное напряжение подается также на компаратор (К) 8, который фиксирует на своем выходе полярность этого напряжения. На второй вход У подсоединен преобразователь

12 цифра-аналог, цифровые входы которого подсоединены к выходу счетчика 11, Путем управления счетчика, выполненного как реверсивного, с выхода К при помощи D-триггера 14, генератора 10, выполненного как двухтактного и двух элементов И.9.

13 во время темновой фазы цикла измерения,. когда световой поток прекращен, в течение нескольких тактов

Т можно следить за компенсацией тернового тока ФП и паразитных сигналов, возникающих во входных цепях

У, и достичь таким образом в короткое время напряжения на входе Р, близкого к нулю. В течение фазы измерения схема сохраняет свое состояние компенсации паразитных сигналов.

Тем самым, путем резкого сокращения темновой фазы измерения достигнуто повью|ение скорости измерений и повышение быстродействия. 1 ил.

1278610

Изобретение относится к технике оптических измерении, а именно к однолу левым фотометрам немодулированного света, и может быть использовано в физических, химических,медико-биологических и других исследованиях, для измерения величин пропускания, поглощения и испускания

1 света различными веществами, при колориметрических абсорбционных, люминесцентных .измерениях и контроле цветовых характеристик объектов, например, фотоматериалов.

Цель изобретения — повышение быстродействия и то;ности измерений.

На чертеже показана схема устройства.

Устройство содержит фотоэлектрический преобразователь 1,, источник

2 света, кювету 3, блок 4 управления, преобразователь 5 ток-,напряжение, усилитель б, регистратор 7, компаратор 8,, элемент И 9, генератор 10, счетчик 11 и преобразователь 12 цифра-аналог, второй элемент И 13 и

D-триггер 14. При этом счетчик. 11 выполнен реверсивным, а генератор

10 — двухфазным . Управляемый источник 2 света через кювету с измеряемым объектом оптически связан с фотоэлектрическим преобразователем 1, например фотодиодом, который подключен к входу преобразователя 5 ток-напряжение, выход которого подключен к первому входу суммирующего измерительного усилителя 6. Выход последнего подключен к регистратору

7 и к одному из входов компаратора

8 напр,,жения, второй вход которого подключен к нулевой шине„ а выход— к D-входу D-триггера 14, Вход CDтриг| ера 14 подключен к одному выходу двухфазного генератора 10, второй выход которого подключен к первым входам элементов И 9 и 13, вторые входы которых соответственно подсоединены к выходам D-триггера

14, выходы элементов И подключены к суммирующему "+ ." и вычитающему

"-1" входам реверсивного счетчика

I1, выходы которого подключены к преобразователю 12 цифра-аналог,выход которого подключен к второму входу усилителя 6. Блок 4 управления подключен к источнику ? света и к управляющему входу генератора 10, Устройство работает следующим образам.

В начале измерительного цикла логический сигнал на выходе блока управления прекращает поступление света на фотоприемних 1 ° Одновременно логический сигнал на выходе блока управления запускает двухфазный генератор 10. Этим обусловлен режим компенсации параэитных смещений нулевых значений сигналов, поступающих на регистратор 7 при темновом режиме работы фотоэлектрического преобраэоват ля 1. При этом напряжение с выхода преобразователя

5 ток-напряжение суммируется с начальным выходным напряжением преобразователя 12 цифра-аналог и после усиления усилителем поступает на регистратор 7, на котором отобража— ется результат измерений, и инвертирующий вход компаратора 8. На выходе последнего появляется сигнал логического "0", если выходное напряжение усилителя 6 больше потенциала

25 нулевой шины. Этот сигнал появляется и на неинвертирующем выходе Dтриггера 14 .

В момент поступления импульса первой фазы тактового периода генератора 10 на вход С. На инвертиру-ЗО ющем выходе В-триггера появляется сигнал логической "1, который открывает логический элемент И 9, и импульс второй фазы генератора 10 поступает на счетный вход "+1" счет35 чика 11, состояние которого увеличивается на единицу. Соответственно увеличивается выходное напряжение преобразователя цифра-аналог и, так как усилитель является инвертирую40 щим, его выходное напряжение уменьшается. Если выходное напряжение усилителя продолжает быть больше потенциала нулевой шины с поступлением очередного Tàêòoâoãо сигнала, g5 укаэанный процесс повторяется.

Если выходное напряжение усилителя б становится меньше нулевого потенциала, т„e отрицательно, на выходе компаратора 8 появляется сигнал

50 логической 1, ко .-орый в течение первой фазы послед пощего тактового периода записывается на неинвертирующем входе D-триггера 14 и открывает логический элемент И 13.

Импульс второй фазы тактового периода генератора 10 поступает на счетный вход -1" счетчика Il, состояние которого уменьшается на единицу. Соответственно уменьшается вы1278610

Составитель А.Чурбаков

Редактор M,Бланар Техред Л.Сердюкова Корректор С.Шекмар

Заказ 6821/35

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4 ходное напряжение преобразователя

12 цифра-аналог и выходное напряжение усилителя увеличивается.

Таким образом, в режиме компенсации устройства на выходе усилителя

6 при достаточной разрядности счетчика 11 и преобразователя 12 цифра-аналог поддерживается напряжение, до- статочно близкое к нулевому значению (с точностью +! младшего разря- 10 да преобразователя цифра-аналог).

Момент перехода устройства в режим измерения определяется появлением на выходе блока 4 управления логического сигнала, который останав- 15 ливает работу генератора 10. При этом состояние счетчика 11 и выходное напряжение i,ðåoáðàçoâàòåëÿ 12 цифра-аналог сохраняется неизменным до начала следующего цикла измере- 20 ний. На выходе блока управления появляется обратный логический сигнал и свет от источника света через кювету 3 с образцом поступает на фотоэлектрический преобразователь 1, 25 преобразуется далее преобразователем

5 в напряжение, пропорциональное фототоку, которое усиливается усилителем 6, его выходное напряжение поступает на индикатор 7, на котором 30 непосредственно считывается результат измерения, соответствующий светопропусканию исследуемого объекта.

Таким образом, для коррекции пара зитных смещений HQJIpBb1x пок аз аний индикатора в темновой фазе измерительного цикла предлагаемого устройства требуется значительно меньше тактов тактового генератора. Это объясняется тем, что флуктуации па- 40 разитных напряжений смещения, источниками которых .чвляются дрейфы параметров фотоэлектрического преобразователя, преобразователя ток-напряжение и усилителя, носят медленный характер и для коррекции этих изменений требуется небольшое количество скачков корректирующего напряжения. Тем самым скорость отслеживания паразитных напряжений смещения нулевых показаний индикатора значительно возрастает и, в конечном счете, величина темновой фазы измерительного цикла может быть уменьшена.

Ввиду того, что в предлагаемом устройстве исключается влияние промежуточных состояний реверсивного счетчика при его установлении, одновременно с повышением быстродействия обеспечена высокая точность измерений.

Ф o p м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для определения оптических характеристик материалов, содержащее источник света, оптически связанный через кювету с фотоэлектрическим преобразователем, выход которого через преобразователь ток-напряжение подключен к одному входу усилителя, выход которого подключен к входам регистратора и компаратора, причем другой .вход усилителя соединен через преобразователь цифра-аналог с выходом счетчика, другой вход компаратора соединен с нулевой шиной, а также элемент И, генератор и блок управления, соединенный с истОчником света, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения. быстродействия и точности измерений, оно снабжено вторым эле— ментом И и D-триггером, счетчик выполнен реверсивным, а генератор двухI фазным, причем его вход управления соединен с выходом блока управления, один выход соединен с синхрониэирующим входом D-триггера, а другой с первыми входами элементов И, вто-. рые входы которых, соответственно присоединены к выходам D-триггера, выходы элементов И подключены соответственно к суммирующему и к вычитающему входам счетчика, а выход компаратора — к информационному входу D-триггера.