Фотоэлектрический преобразователь

 

Изобретение относится к технике измерения светового излучения, а точнее к излучателям, служащим для компенсации фоновых засветок в моду ляционных фотометрах. Цель изобретения - повьшение точности и расширение области применения фотоэлектрического преобразователя путем введения в состав излучения пульсирующей составляющей с обратной температур- ;ной зависимостью. Фотоэлектрический преобразователь выполнен в виде шестиплечного моста, состоящего из последовательно включенных резисторов: первого, балластного, второго, третьего, терморезистора, четвертого резистора. Узлы соединений первого, четвертого резисторов и второго, третьего резисторов подключены к шинам питания, к выводам балластного резистора подключены неинвертирующими входами первьш и второй операционные усилители, инвертирующие входы которых через пятый и шестой резисторы подключены к выводам -терморезистора, а выходы соединены с базами первого и второго транзисторов, коллекторы которых соединены между собой и подключены через светоизлучатель к одной шине питания. Эьшттеры первого и второго транзисторов через седьмой и восьмой резисторы соедине- -ны с инвертирующими входами первого и второго операционных усилителей соответственно и через девятый и десятый резисторы - с другой шиной источника питания, вход управления первого операционного усилителя подключен к выходу синхронизации модулятора. 2 ил. (Л к GO СО ( а

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

У11 4 С 01 J 1/44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4250843/24-25 (22) 10.04.87 (46) 30.03 ° 89. Бюл. № 12 (72) Е.И.Терентьев и Д.В.Сахаров (53) 535.24(088.8) (56) Лущиков И.И. и др. Измеритель. мощности излучения. — ОМП, — 1973, N 8, с. 27-28.

Плют А.А. Термостабилизация режима работы фоторезистивных преобразователей. — ОМП, 1975, № 3, с ° 55-56 ° (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ (57) Изобретение относится к технике измерения светового излучения, а точнее к излучателям, служащим для компенсации фоновых засветок в модуляционных фотометрах. Цель изобретения — повышение точности и расширение области применения фотоэлектрического преобразователя путем введения в состав излучения пульсирующей составляющей с обратной температур( ной зависимостью. Фотоэлектрический преобразователь выполнен в виде шестиплечного моста, состоящего из посИзобретение относится к технике измерения светового излучения, а точнее к излучателям, служащим для компенсации фоновых засветок в модуляционных фотометрах.

Целью изобретения является повышение точности и расширение области применения фотоэлектрического преоб р азователя, „„SU„4 9360 А1 ледовательно включенных резисторов: первого, балластного, второго, третьего, терморезистора, четвертого резистора ° Узлы соединений первого, четвертого резисторов и второго, третьего резисторов подключены к шинам питания, к выводам балластного резистора подключены неинвертирующими входами первый и второй операционные усилители, инвертирующие входы которых через пятый и шестой резисторы подключены к выводам терморезистора, а выходы соединены с базами первого и второго транзисторов, коллекторы которых соединены между собой и подключены через светоизлучатель к одной шине питания. Эмиттеры первбго и второго транзисторов через седьмой и восьмой резисторы соедине-ны с инвертирующими входами первого и второго операционных усилителей соответственно и через девятый и десятый резисторы — с другой шиной источника питания, вход управления первого операционного усилителя подключен к выходу синхронизации модулятора.

2 ил.

На фиг, 1 приведена принципиальная схема фотоэлектрического преобразователя; на фиг. 2 — диаграмма зависимости величины тока светоизлучателя преобразователя от окружающей температуры.

Устройство содержит первый резистор 1, второй резистор 2, третий резистор 3, четвертый резистор 4, бал1469360 ластный резистор 5, терморезистор 6, образующие шестиплечий мост, шины

7 и 8 источника питания, первый 9, второй 10 операционные усилители, первый 11 и второй 12 транзисторы— усилители тока, светоизлучатель 13, пятый-десятый резисторы 14-19, фотодиод 20 и светодиод 21 оптронной пары, модулятор 22 и фотоприемник 23, На фиг. 2 I — постоянная составляющая тока, протекающего через светоизлучатель 13, I — огибающая переменной составляющей тока, протекающего через светоизлучатель — 13, XI- — суммарное значение тока, протеекающего через светоизлучатель 13, Т вЂ” минимальное значение окружаюмин щей температуры, Т ; максимальное значение окружающей температуры, Т - температура, при которой наступает баланс моста.

Фотоэлектрический преобразователь работает следующим образом.

При подаче питания на плечи (резисторы 1-6) шестиэвенного моста на выводах резисторов 5 балластного и терморезистора 6 возникает разность потенциалов, которая усиливается операционными усилителями .9 и 10 и передается на усилители тока — транзисторы 11 и 12. Светоизлучатель 13, являющийся нагрузкой усилителей тока — транзисторов 11 и 12, засвечивает фотоприемник 23 потоком постоянной и переменной составляющими и противо- 35 положными температурными зависимостями. Величина потока от светоиэлучателя 13 однозначно определяется сопротивлением терморезистора 6,входящего в состав шестизвенного моста

40 и измеряющего окружающую температуру.

Операционный усилитель 9 является усилителем переменной составляющей, а.операционный усилитель 10 — пос45 тоянной. Модулируют выходной сигнал операционного усилителя 9 синхроимпульсы, поступающие на вход управления от синхронизатора, выполненного

R

U Е т К—

Rp/2+R1

При балансе моста

Е р 11стк

R9 (10) Отношение резисторов 16, 14 и 17, 15 определяет закон изменения крутизны на модуляторе 22 и оптронной паре 20, 21. Операционный усилитель 9 и транзистор 11 работают совместно с терморезистором 6 так, что при увеличении температуры ток через светоиэлучатель 13 имеет нарастающее значение (см. фиг. 2 кривая I ). Опера с ционный усилитель 12 и транзистор 12, овместно с терморезистором 6 воздействуют на светоиэлучатель 13 таким образом, что при увеличении темпераI туры ток светоиэлучателя убывает (см. фиг. 2 кривая I ) . При одинаковых параметрах усилителей 9 и 10 транзисторов ii, 12 и равенстве соответствующих резисторов ток через светоизлучатель 13 и соответственно его яркость свечения остаются постоянными. Суммарное значение постоянной составляющей тока I, протекающего через светоизлучатель 13, и огибающей переменной составляющей тока I постоянно и не зависит от значения сопротивления терморезистора

6 (KI = I + I )..

Огибающая переменной составляющей тока светоизлучателя 13 определяется по формуле

К(Поп Eî) + Поп

9 где K — коэффициент передачи звена на операционном усилителе 9, — опорное напряжение, определяемое балластным сопротивлением 5

Š— напряжение источника nuh тания.

Ток постоянной составляющей светоиэлучателя 13 изменяется по закону

Z(u«- К„) + П«

Ro

Опорное напряжение и коэффициент передачи для предыдущих соотношений можно определить по формулам:

R7(8) Re/2

R5(6) Rt/2+R4(3)

\ переменной, составляющей тока и постоянной составляющей тока, протекаю-. щей через светоизлучатель 13 соответственно. Резисторы 18 и 19 регулируют интенсивности переменной и постоянной составлявших тока светоиэлучателя 13 соответственно.

5 146

С помощью фотоэлектрического преобразователя достигается эффект термостабилизации фотометра модуляционного типа следующим образом. На фотоприемник 23 воздействует паразитный модулированный поток, вызванный работой модулятора 22 и являющийся функцией температуры и коэффициента излучения деталей фотометра. В противофазе на фотоприемник воздействует модулированный поток такой же амплитуды, являющийся функцией температуры и. определяемый переменной составляющей тока I, протекающего через светоизлучатель, 13, который находится в оптическом контакте с фотоприемником 23. В сумме паразитный модулированный поток и поток, вызванный модулированной составляющей светоизлучателя 13, дают на фотоприемнике 23 немодулированный поток, С данным потоком на фотоприемнике 23 дополнительно складывается поток от постоянной составляющей тока I светоизлучателя 13, что позволяет стабилизировать фототок фотоприемника 23»

Изобретение позволяет повысить точность измерений и расширяет область применения фотоэлектрического преобразователя, в частности в модуляционных фотометрах и в качестве выносного калибровочного излучателя, параметры которого не зависят от окружающей температуры.

Формула и з обретения

Фотоэлектрический преобразователь, включающий фотоприемник, источник питания, первый и второй операционные усилители, терморезистор, оптронную пару и светоизлучатель, оптически связанный с фотоприемником, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и расшире9360 6 ния области применения преобразователя, в него введены первый, второй, третий, четвертый и балластный ре5 зисторы, образующие с .терморезистором шестиплечный мост, первый и второй транзисторы, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый резисторы, модулятор, оптически связанный с фотоприемником, причем первые выводы первого и балластного резис торов объединены и подключены к неинвертирующему входу первого операционного усилителя, инвертирующий вход, которого через пятый резистор подключен к первым выводам четвертого и терморезистора, второй вывод балластного и первый вывод второго резисторов объединены и подключены к неинвертирующему входу второго операционного усилителя, инвертирующий вход которого через шестой резистор подключен к второму выводу терморезистора и первому выводу третьего

25 резистора, выходы первого и второго операционных усилителей подключены к базам соответственно первого и второго транзисторов, коллекторы которых объединены и через светоизлучаgp тель подключены к катоду фотодиода

,оптронной пары, к вторым выводам

1второго и третьего резисторов и к первой шине источника питания, эмит:теры первого и второго транзисторов подключены соответственно через

35 девятый и десятый, резисторы к вторым выводам первого и четвертого резисторов и к второй шине источника питания, а через седьмой и вось4О мой резисторы соответственно к инвертирующим входам первого и второго операционных усилителей, при этом вход управления первого операционного усилителя подключен к аноду фото45 диода оптронной пары оптически связанного со светодиодом через отверстие в диске модулятора.

1469360

Ю (pgg, 1 жжс

Составитель Е.Маколкин

Техред Л.Сердюкова Корректор M. Демчик

Редактор О.Спесивых

Заказ 1350/47

Тираж 466

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101