Двухлучевой фотометр

 

Изобретение относится к технике измерения фотометрических параметров . Цель изобретения - повышение надежности. Фотометр содержит первый источник модулированного света 1, эталонный и измерительный тракты 3, 4, первый фотопреобразователь 7 с регулируемым коэффициентом преобразования , подключенный к одному из входов вычитающего устройства 9, к другому В.ХОДУ которого подключен источник опорного напряжения 11 через первый коммутатор 10 электрических сигналов . Выход вычитающего устройства 9 соединен с входом первой схемы сравнения 12, а ее выход - с управляющим входом первого фотопреобразователя 7. Новым в фотометре является наличие второго источника модулированного счета 2, подключенного к входу эталонного тракта 4, второго фотопреобразователя 8, входы которого через дополнительные оптические тракты связаны с первым 1 и вторым 2 источниками ,второго электрического коммутатора 14, вход которого соединен с выходом второго фотопреобразователя 8, второй схемы сравнения 15 с делителем 16, подключенным к одному из ее входов. Второй вход этой схемы сравнения подключен к одному из выходов второго коммутатора 14, другой выход которого соединен с делителем 16. Выход второй схемы сравнения 15 через усилитель 18 и третий коммутатор 17 соединен с входом второго источника света 2, а выход вычитающего устройства 9 через четвертый коммутатор 13 соединен с вторым входом первой схемы сравнения 12. 1 ил. (Л со 00 00 о СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

105 А1 (19) (11) (5D 4 G 01 J 1/44

gpss » ».» » ю "» 1 ge

„1В

R1%Jf R0Т), ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA (21) 3869021/24-25 (22) 19.03,85 (46) 23.03.88. Бюл. ¹ 11 (71) Главная геофизическая обсерватория им. А.И.Воейкова (72) В.Е.Карпуша и P.À.Êðóãëîâ (53) 635.022 (088,8) (56) Могилевский А.Н. и др. Фотоэлектрическая установка для регистрации спектров комбинационного рассеяния света с повышенной точностью. — "Заводская лаборатория", 1962, № 28, с. 10.

Авторское свидетельство СССР

¹ 630534, кл. G 01 J 1/44, 1978. (54) ДВУХЛУЧЕВОЙ ФОТОИЕТР (57) Изобретение относится к технике измерения фотометрических параметров. Цель изобретения — повышение надежности. Фотометр содержит первый источник модулированного света 1, эталонный и измерительный тракты 3, 4, первый фотопреобразователь 7 с регулируемым коэффициентом преобразования, подключенный к одному иэ входов вычитающего устройства 9, к другому входу которого подключен источник опорного напряжения 11 через rtepвый коммутатор 10 электрических сигналов. Выход вычитающего устройства 9 соединен с входом первой схемы сравнения 12, а ее выход — с управляющим входом первого фотопреобразователя 7.

Новым в фотометре является наличие второго источника модулированного счета 2, подключенного к входу эталонного тракта 4, второго фотопреобразователя 8, входы которого через дополнительные оптические тракты связаны с первым 1 и вторым 2 источниками,второго электрического коммутатора 14, вход которого соединен с выходом второго фотопреобразователя 8, второй схемы сравнения 15 с делителем 16, подключенным к одному из ее входов. Второй вход этой схемы сравнения подключен к одному из выходов второго коммутатора 14, другой выход которого соединен с делителем 16. Выход второй схемы сравнения 15 через усилитель 18 и третий коммутатор 17 соединен с входом второго источника света 2, а выход вычитающего устройства 9 через четвертый коммутатор 13 соединен с вторым входом первой схемы сравнения 12. 1 ил.

1383105

Изобретение относится к области приборостроения, а более конкретно к технике измерения фотометрических параметров, и может быть использовано для измерения коэффициентов пропускания, отражения, рассеивания и других характеристик среды или обьектов.

Целью изобретения является повы- 10 шение надежности фотометра.

На чертеже дана схема фотометра с двумя источниками.

Фотометр содержит источники 1 и 2 модулированного света, измерительный 15

3, эталонный 4 и два дополнительных тракта 5 и 6. Свет от источников 1 и 2 через измерительный и эталонный тракты поступает на фотопреобразователь 7, а через дополнительные трак- 20 ты — на фотопреобразователь 8. Выход фотопреобразователя 7 соединен с одним из входов вычитающего устройства

9, к второму входу которого подключен через коммутатор 10 источник 11 25 опорного напряжения. Выход вычитающего устройства 9 соединен с вторым входом схемы 12 сравнения непосредственно, а с первым — через коммутатор 13. Выход схемы 12 сравнения 30 соединен с управляющим входом фотопреобраэователя 7.

Выход фотопреобразователя 8 через коммутатор 14 соединен с входами схемы 15 сравнения, на втором входе которой установлен делитель 16. Выход схемы 15 сравнения через коммутатор

17 и усилитель 18 соединен с управляющим входом регулируемого источника

2 света. 40

В схемах 12 и 15 сравнения первые входы выполнены с запоминанием уровня сигнала на период коммутации.

Фотометр работает следующим образом. 45

На фотопреобразователи 7 и 8 поступает непрерывная последовательность световых импульсов от источника 1 света через измерительный 3 и дополнительный 6 тракты соответственно.

Выходной сигнал фотопреобразователя 7 в виде напряжения поступает на вход вычитающего устройства 9.

В этот период коммутации все коммутаторы, так как они работают синхронно, находятся в положении I, поэтому на оба входа схемы 12 сравнения и на измррительный выход фотометра подается напряжение, пропорциональное световому потоку измерительного тракта где Уи1 световой поток от источника 1 света; коэффициент пропускания измерительного тракта; коэффициент преобразования фотопреобразователя 7.

В этот же период коммутации выходной сигнал фотопреобразователя 8 поступает на первый вход схемы 15 сравнения и равен с и фт (2) где У и — световой поток от источника 2 света;

Ку — коэффициент передачи эталонного тракта.

Следовательно, на втором входе схемы сравнения напряжение равно где U „ — опорное напряжение источника 11.

На выходе фотопреобразователя 8, т.е ° на входе делителя 16, сигнал определяется суммой световых потоков из дополнительных трактов где К вЂ” коэффициент передачи допол нительного тракта 6;

К вЂ” коэффициент преобразования фотопреобразователя 8.

При истечении периода коммутации все коммутаторы устанавливаются в положение II: коммутатор 17 включает источник 2 света, коммутатор 10 подключает по входу вычитающего устройства 9 источник 11 опорного напряжения, коммутатор 13 отключает выход фотометра от первого входа схемы 12 сравнения, а коммутатор 14 переключает выход фотопреобразователя 8 с первого входа схемы 15 сравнения на вход делителя 16.

При этом сигнал на выходе фотопре0 образователя 7, т.е. и на входе вычитающего устройства 9, определяется суммой световых потоков из измерительного и эталонного трактов

1383105 где К вЂ” коэффициент передачи долг полнительного тракта 5. 5

На выходе делителя сигнал равен

U = -U а на выходе схемы 15 сравнения

10 где LU — сигнал небаланса, действую щий на входе усилителя.

Подставляя U с из.(2), получим.

2(и ) 2 ()

Световой поток источника 2 регулируется изменением напряжения на

его управляющем входе, соединенном с выходом усилителя 18, и определяется по выражению

20 (8) К С КИ2 °

25 где К вЂ” коэффициент усилия усили с теля;

Кип — коэффициент преобразования источника 2 света, 30

Подставляя иэ этого выражения значение gU в выражение (7), после несложных преобразований получим

Я2 И2

Klh< Kq)2 КЗс Кч 2 К31 (10)

К 2

Подставляя в (4) найденное значеНИЕ РЦ2, ПОЛУЧИМ (+ К) Кр, П .«1) а на выходе схемы 12 сравнения

Это напряжение подается на управ ляющий вход фотопреобразователя 7, при этом его коэффициент преобразоЗадаваясь значением К „, при котором первое слагаемое в знаменателе 40 этого выражения станет пренебрежимо малым, получим вания К,, изменяется до значения, при котором соблюдается ране стнс

К Kq„, и 52,1 2 поэтому

К = П

К 2 (13)

И Т1 on К К э

Подставляя произведение К в выражение (1), получим статическую характеристику фотометра в виде

Кяа C

К Кэ (14) выл on

Преимуществами предлагаемого фотометра является повышенная надежность, которая достигается исключением подвижных механических устройств для коммутации световых потоков, что при исполнении коммутаторов в виде полупроводниковых ключей позволяет полностью исключить подвижные механические и контактные элементы в конструкции фотометра.

Формула из обре тения света через измерительный тракт, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения надежности устройства, в него дополнительно введены второй источник модулированного света, второй фотопреобразователь, первый и второй дополнительные эталонные оптические тракты, второй, третий и четвертый электрические коммутаторы, усилитель, вторая схема сравнения, Двухлучевой фотометр, содержащий первый источник модулированного света, эталонный и измерительный тракты, первый фотопреобразователь с регулируемым коэффициентом преобразования, первую схему сравнения, источник опор» ного напряжения, первый коммутатор электрических сигналов и вычитающее устройство, с одним из входов которого соединен выход фотопреобразователя, а с другим — источник опорного .напряжения через первый коммутатор электрических сигналов, выход вычитающего устройства соединен с одним из входов первой схемы сравнения, выход которой соединен с управляющим входом первого фотопреобразователя, оптически связанного с источником

1383105

Составитель Н,Стукова

Техред Л.Сердюкова

Корректор И.Максимишинец

Редактор Л.Гратилло

Заказ 1282/35 Тираж 499

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изббретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. 1»роектная, 4 один из входов которой электрически соединен с одним из выходов второго коммутатора, второй вход схемы сравнения подключен к второму выходу второго коммутатора, вход которого соединен с выходом второго фотопреобразователя, выход второй схемы сравнения через третий коммутатор и усилитель соединен с вторым источником света, оптически связанным через этллонный тракт с первым фотопреобразователем и через первый дополнительный эталонный тракт — с вторым фотопреобразователем, вход которого через второй дополнительный эталонный тракт связан с первым источником света, выход вычитающего устройства через четвертый коммутатор соединен с вторым входом первой схемы сравнения.