Автоматический фотометр

 

Изобретение относится к фотометрическим радиационным приборам измерения яркости точечных объектов. Цель изобретения - повышение точности измерений. Автоматический фотометр содержит осветитель, источник опорного напряжения, усилитель, привод, поглотитель светового потока, блок разверток, формирователь импульсов, два ключа, триггер, два устройства выборки-хранения, схему сравнения и пиковый детектор. Изображение объекта вместе с изображением эталонного осветителя формируется на светочувствительной площадке приемника лучистой энергии, электрический сигнал от приемника анализируется в электронной схеме, в которой вырабатывается сигнал управления оптическим клином. Информация об объекте поступает в анализирующий тракт с частотой строчной развертки. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (Sg) 4 С 01,У 1/44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ПКНТ СССР

К А BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4353279/31-25 (22) 31.12.87 (46) 30 ° 07 ° 89 ° Бюл. 1Ф 28 (71) МВТУ им.Н.Э.Баумана (72) В.И.Верютин, В.В.Васильев и Ю.В.Чумаков (53) 535.24 (088.8) (56) Поскачей А.А., Чубаров Е.П.

Оптикоэлектронные системы измерения температуры. М.: Энергия, 1979, с. 193, рис. 7-15 °

Поскачей А.А. и Чубаров Е.П. Оптикоэлектронные системы измерения температуры. М.: Энергия, 1979, с 73, рис. 3 — 14. (54)АВТОМАТИЧЕСКИЙ ФОТОМЕТР (57) ИзоЬретение относится к фотометрическим радиационным приборам измерения яркости точечных объектов.

Изобретение относится к фотометрическим и радиационным приборам измерения яркости точечных объектов.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - светочувствительная поверхность сканирующего приемника лучистой энергии. .Устройство содержит оптический клин 1 светового потока, объектив 2, сканирующий приемник 3 лучистой энергии, Ьлок 4 разверток, осветитель 5, формирователь 6 импульсов, первый электронный ключ 7, триггер 8, усилитель 9, первое устройство 10 выборки-хранения, схему 11 сравнения, вто„„SU„„1497463 A1

Цель изобретения — повьппение точности измерений. Автоматический фотометр содержит осветитель, источник опорного напряжения, усилитель, привод, поглотитель светового потока, Ьлок разверток, формирователь импульсов, два ключа, триггер, два устройства выборки- хранения, схему сравнения и пиковый детектор. Изображение объекта вместе с изображением эталонного осветителя формируется на светочувствительной площадке приемника лучистой энергии, электрический сигнал от приемника анализируется в электронной схеме, в которой вырабатывается сигнал управления оптическим кли- а ф ном. Информация об объекте поступает в анализирующий тракт с частотой строчной развертки. 2 ил.

С: рое. устройство 12 выборки"хранения, пиковый детектор 13;, источник 14 опорного напряжения, второй электронный ключ 15, привод 16, иэображение

17 объекта, равномерно освещенную узкую полосу 18, создаваемую осветител ем.

Осветитель 5, соединенный с источником 14 опорного напряжения, расположен перед светочувствительной поверхностью приемника 3 лучистой энергии, выходом подключенного к усилителю 9. Привод 16 связан с оптическим клином 1.

Приемник 3 лучистой энергии выполнен сканирующими.

149746

Осветитель 5 установлен так, что формирует на светочувствительной поверхности сканирующего приемника 3 лучистой энергии равномерно освещен5 ную полоску 18, расположенную перпендикулярно направлению строчной развертки.

Первый выход блока 4 равверток подключен к первому входу сканирующего приемника 3 лучистой энергии, второму входу пикового детектора 13 и управляющему входу второго устройства 12 выборки-хранения.

Второй выход блока 4 разверток подключен к второму входу сканирующего приемника 3 лучистой энергии, к входу формирователя 6 импульсов и

R-входу триггера 8, S-вход которого подключен к второму выходу пикового 20 детектора 13..

Выход усилителя 9 соединен с входом первого устройства 10 выборкихранения и через второй ключ 15 — с первым входом пикового детектора 13, 25 первым выходом подключенного через второе устройство 12 выборки-хранения к первому входу схемы 11 сравнения.

Выход триггера 8 соединен с управляющим входом первого ключа 7. ЗО

Первый выход формирователя 6 импульсов подключен к управляющему входу второго ключа 15, а второй выход формирователя 6 импульсов через ключ 7к управляющему входу первого устройства 10.выборки-хранения, выходом, соединенного с вторым входом схемы 11 сравнения,, выход которой подключен к приводу 16.

Полупроводниковые приемники лучистой энергии имеют на низких частотах значительно большую амплитуду напряжения шумов, чем на высоких частотах .

В связи с этим средствами чистой электроники уменьшить шумы не представляется возможным. Необходим све,товой эталон на выходе приемника лучистой энергии в любой момент времени.

Тогда появляется возможность измерить относительное изменение сигнала эа

50 короткое время и отрабатывать это рассогласование посредством автоматической системы. Тем самым уменьшается эквивалентная амплитуда шумов

55 поскольку время анализа изображения сокращается. Например, при отсутствии светового эталона информация в блоки 10 и 12 может быть записана че3 4 рез промежуток времени, равный одному кадру, т.е. при стандартной телевизионной развертке это составляет

20 мс. При наличии светового эталона появляется возможность заносить информацию об объекте в блоки 1Э и 12 за время сканирования одной строки, т.е. примерно в 600 раз меньше. Тем самым амплитуда шумов также значительно уменьшается.

Кроме того, за счет наличия светового эталона происходит коррекция изменения чувствительности приемника лучистой энергии по полю кадра, что также повышает точность измерений.

Устройство работает следующим об-. разом.

Свет от объекта проходит через оптический клин 1 и объектив 2 и попадает на светочувствительную поверхность приемника 3 лучистой энергии, установленного в фокальной плоскости объектива 2. Осветитель 5 формирует на светочувствительной поверхности приемника 3 узкую равномерно освещен ную полосу, являющуюся эталонным световым потоком, относительно которого и измеряется яркость объекта.

На фиг. 2 показана светочувствительная поверхность приемника 3. Горизонтальными линиями показано направление строчной развертки. Справа на краю поверхности показана узкая равномерно освещенная осветителем 5 по" лоса 18 света. В центре показано изображение 17 объекта.

При сканировании поля кадра формирователь 6 импульсов формирует им": пульс такой длительности и в такие моменты, чтобы передний фронт импульса был несколько раньше начала появления светящейся полосы 18> а задний фронт импульса был бы ближе к концу светящейся полосы 18. Тем саиъ м с помощью второго ключа 15 запрещается на это время прохождение сигнала с выхода усилителя 9 на вход пикового детектора 13.

С блока 4 разверток строчные импульсы управляют работой формирователя 6 импульсов и установкой триггера 8 в нулевое состояние.

При попадании пятна сканирования на изображение 17 объекта амт литуда видеосигнала возрастает, при этом пиковый детектор 13 запоминает новое значение сигнала и формирует на втором выходе импульс запоминания, ко14 97463 торый переключает триггер 8 в состояние "1". Открывается первый ключ 7, с помощью которого проходит стробирующий импульс с выхода формировате,ля 6 импульсов на управляющий вход устройства 10 выборки-хранения. Тем самым происходит запись эталонного значения сигнала, т. е. сигнала сканирующего приемника 3 в момент ска10 нирования эталонного светового потока.

В конце строки строчный импульс обнуляет триггер 8, который в свою очелючится триггер 8. Указанными средст- 20 вами обновление информации в блоках

10 и 13 происходит в очень короткий промежуток времени, что снижает амплитуду шумов в тракте обработки сигналов.

Кадровые импульсы поступают на блоки 13 и 12. Передним фронтом происходит перезапись информации с пикового детектора в устройство 12 выборки-хранения, а задним фронтом об нуляется пиковый детектор 13.

Разностный сигнал с выхода схемы

11 сравнения поступает на привод 16, который посредством изменения коэффициента пропускания оптического клина 1 стабилизирует заданное осветителем 5 значение светового потока.

При увеличении яркости объекта сигнал на выходе пикового детектора

13 возрастает. Увеличивается и разностный сигнал, поступающий на привод 16. Пропускание оптического клина

40 уменьшается и, следовательно, уменьшается освещенность, создаваемая объектом на светочувствительной поверхности приемника 3.

Таким образом, схема работает как стабилизатор освещенности, соэдавае50 мой объектом на поверхности приемника

3. Величина яркости изображения 17 редь запретит обновление информации в блоке 10. При сканировании следую- 15 щей строки сигнал от объекта будет меньше максимального и в пиковом детекторе 13 не произойдет обновление информации,а следовательно, не перекобъекта съемки фиксируется по положению оптического клина 1.

Формула изобретения

Автоматический фотометр, содержащий расположенные по ходу излучения оптический клин с приводом перемещения, объектив и приемник лучистой энергии с усилителем, расположенный в фокальной плоскости объектива, а также осветитель, соединенный с источником опорного напряжения и установленный перед светочувствительной поверхностью приемника лучистой энергии, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, дополнительно введены блок разверток, формирователь импульсов, два элект-, ронных ключа, два устройства выборкихранения, триггер, схема сравнения и пиковый детектор, при этом. приемник лучистой энергии выполнен сканирующим, первый выход блока разверток подключен к первому входу сканирующего приемника лучистой энергии, второму входу пикового детектора и уп" равляющему входу второго устройства выборки-хранения, второй выход блока разверток подключен к второму входу сканирующего приемника лучистой энергии, к входу формирователя импульсов и R-входу триггера, S-вход которого подключен к второму выходу пикового детектора, выход усилителя соединен с входом первого устройства выборкихранения и через второй ключ — с первым входом пикового детектора, первым выходом подключенного через второе устройство выборки-хранения к первому входу схемы сравнения, выход триггера соединен с управляющим входом первого ключа, первый выход формирователя импульсов подключен к управляющему входу второго ключа, второй выход формирователя импульсов подключен через первый ключ к управляющему входу первого устройства выборки-хранения, выходом соединенного с вторым входом схемы сравнения, а вьмод схемы сравнения подключен к приводу.

1497463

Составитель В. Варнавский

Техред М.Ходанич, Корректор С.Шекмар

Редактор Н.Горват

Заказ 4431/41 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", г.ужгород, ул. Гагарина,101