Датчик теплового и оптического излучения

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам для регистрации тепловых и оптических потоков излучения. Цель изобретения - увеличение чувствительности, повышение точности и расширение пределов измерений. Датчик содержит индуктивный элемент в виде реактивного МДП-фототранзистора 3, а также конденсатор 6, МДП-транзистор 4, резисторы 7, 8 и 9, источник питания 10, конденсатор 5, фотодиоды 1 и 2. Изменение интенсивности теплового (оптического) излучения вызывает изменение эквивалентной индуктивности фототранзистора 3 и емкости фотодиодов 1 и 2, что приводит к изменению частоты гармонических колебаний на выходе. Соответствующий выбор напряжения на выходе источника 10 обеспечивает линеаризацию функции преобразования. 1 ил.

А1 (s» 4 G 01 Л 1/44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ фф у;.щ 1ф1, ссюЗ сОВетсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ вЂ”,.ф .;с.-: «ф РЕСПУбЛИК .

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2 1) 4267036 /3 1-25 (22) 22.06.87 (46) 30,09.89. Бюл. N - 36 (71) Винницкий политехнический институт (72) В.С. Осадчук, С.И. Одобецкий и В.Ф. Яремчук (53) 535.36(088,8) (56) Патент Японии Ф 59-21489, кл. G 01 3 i/44, 1984.

Заявка ФРГ Ф 3310379, кл. G 01 К 7/22, 1982. (54) ДАТЧИК ТЕПЛОВОГО И ОПТИЧЕСКОГО

ИЗЛУЧЕ НИЯ (57) Изобретение относится к контр ол ьно-измерительной технике, а именно к устройствам для регистрации тепловых и оптических потоков

2 излучения, Цель изобретения — увеличение чувствительности, повышение точности и расширение пределов измерений. Датчик содержит инд1 ктивный элемент в виде реактивного МДПфототранзистора 3, а также конденсатор 6, MgII-транзистор 4, резисторы

7,8 и 9, источник 10 питания, конденсатор 5, фотодиоды 1 и 2. Изменение интенсивности теплового (оптического} излучения вызывает изменение эквивалентной индуктивности фототранэистора 3 и емкости фотодиодов

1 и 2, что приводит к изменению частоты гармонических колебаний на выходе. Соответствующий выбор напряже-, ния на выходе источника 10 обеспечи- Е вает линеаризацию функции преобразования. 1 ил.

3 1511601

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам для регистрации тепловых и оптических потоков из5 лучения, и может быть использовано в качестве чувствительного элемента измерительного прибора, например в фотометре °

Цель изобретения — увеличение 10 чувствительности, повышение точности и расширение пределов измерений.

На чертеже изображена электрическая схема предлагаемого датчика.

Датчик содержит первый 1 и второй

2 фотодиоды, реактивный МДП-фототранзистор 3, MgII-транзистор А, первый

5 и второй 6 конденсаторы, первый 7, второй 8 и третий 9 резисторы и источник 10 питания. Входом датчика 20 являются первый 1 и второй 2 фотодиоды, а также реактивный МДП-фототранзистор 3, предназначенные для восприя тия измеряемого потока излучения.

Выход датчика образован соединением 25 первого фотодиода 1, истока реактивного МДП-фототранзистора 3 и общей шиной. Анод второго фотодиода 2 подключен к аноду первого фотодиода 1, катод которого подключен к истоку реактивного МДП-фототранзпстора 3 и первому выводу первого конденсатора 5, катод второго фотодиода 2 подключен к первому выводу первого резистора 7 истокУ МДП-TpGEIÇHcTopc. . ц 35 и стоку реактивного МДП-фототранзистора 3, затвор которого подклюен к затвору МДП-транзистора 4, пер:вому BbIBopy второго резистора 8, пер,вому выводу второго конденсатора 6 10 и первому полюсу источника 10 питания (отрицательному для МПП-транзи- сторов с р-каналом и положительному для приборов с п-каналом). Стor, МДПтранзистора ч подключен к второму выводу второго резистора 8 и первому выводу третьего резистора 9, вторые выводы первого 5 и второго 6 конденсаторов, первого 7 и третьего

9 резисторов и второй полюс источника 10 питания (положительный для

МДП-транзисторов с р-каналом и от-рицательг.пл для приборов с и-каналом) подь.почены к общей пине, Реактивный МДП-фототранзистор 3

55 предназначен для преобразования приращения температуры (освещенности) в изменение эквивалентной индуктивности измерительного колебательного контура, МДП-транзистор 4 сля. ", для повышения стабильности частоты генерации, Конденсатор 5 выполняет функцию емкости положительной обратной связи по переменному няпряжению, номинал его выбирают из выполнения условия баланса фаз. Конденсатор 6 шунтирует выход источника 10.питания.

Резисторы 7-9 задают режим работы активных элементов схемы по постоянному напряжению, их номиналы выбира<ог из условия баланса амплитуд оптически (термически) перестраиваемого генератора. Источник 10 питания предназначен для задания режима работы активных элементов схемы и линеаризации выходной характеристики путем выбора напряжения -ra выходе.

Датчкк работает слепу. ощим образом, Б начальный момснт времени измерительный колебательный контур, образо; ванный параллелыым соединением перехода сток — ;òèâíîãî МДП-фототранзистора 3 и фотодиодов 1 и 2, находится под воздействием определенного фиксированного значения теплового (оптического) излучения, в результате чего на выходе источника 10 питания имеется напряжение определенной величины, которому соответствует определенная активная проводимость первого 1 и второго 2 фотодиодов,, реактивного МДП-фототранзистора

3 и МДП-транзистора 4, а на выходе датчика присутствуют гармонические колебания, определяемые резонансной частотой укаэанного измерительного колебатепьного контура, которая, в свою очередь, зависит от начальных значений эквивалентной индуктивности перехода исток — сток реактивного

МДП-фототранзистора 3 и емкости поспедовательного соединения первого 1 и второго 2 фотодиодов. Изменение (увеличение) интенсивности теплового (оптического) излучешля BbIsbIBB. ет изменение (увеличение) эквивалентной индуктивности перехода исток сток реактивного МДП-фототранзистора 3 и емкости последовательного соединения первого 1 и второго 2 фотодиодов, следствием чего является изменение (уменьшение) резонансной частоты измерительного колебательного контура, что приводит в конечном итоге к изменению (уменьшению) частоты гармонических колебаний

Датчик теплового и оптического излучения, содержащий два встречСоставитель Е. Маколкин

Техред М.Дидык Корректор С. Черни

Редактор А. Ревин

Заказ 5892/44 Тираж 466 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

11303 5, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г.ужгород, ул. Гагарина,101

5 151 на выходе датчика. Выбором напряжения на выходе источника 10 питания можно регулировать степень линейности выходной характеристики, т.е. осуществлять линеаризацию функции преобразования.

Использование предлагаемого датчика существенно расширяет диапазон измеряемых интенсивностей теплового (оптического) излучения, при этом увеличивается чувствительность и точность преобразования информативного параметра за счет выполнения индуктивного элемента измерительного колебательного контура в виде реактивного МДП-фототранзистора, изменения эквивалентной индуктивности которого совместно с изменением емкости последовательного соединения фотодиодов обеспечивает эффективную перестройку частоты на выходе, а также за счет реальной возможности линеаризации функции преобразования путем выбора напряжения на выходе источника 10 питания.

Ф ор мул.а и з об р е т е ния

1601 6 но включенных фотодиода, первый конденсатор и индуктивный элемент, подключенный параллельно фотодиодам, 5 аноды которых соединены, при этом катод первого фотодиода подключен к первому выводу первого конденсатора, второй вывод которого подключен к общей шине устройства, о т л и ч а-. ю шийся тем, что, с цепью увеличения чувствительности, повышения точности и расширения пределов измерений, в него введены МДП-транзистор, второй конденсатор, источник питания и резистор, а индуктивный элемент выполнен в виде реактивного

МДП-фототранзистора, причем катод первого фотодиода подключен к истоку реактивного МДП- фототранзистора, катод второго фотодиода подключен к первому выводу резистора, истоку

МДП-транзистора и стоку реактивного

МДП-фотртранзистора, затвор которого подключен к стоку и затвору ЬЩП-транзистора, первому выводу второго конденсатора и первому полюсу источника питания, вторые выводы второго конденсатора, резистора и второй полюс источника питания подключен к общей