Устройство для определения постоянной времени фотоприемных устройств

 

Изобретение относится к фотометрии и может быть использовано для автоматизированного определения постоянной времени фотоприемников и фотоприемных устройств. Цель изобретения - повышение производительности измерений. По команде с выхода блока начальной установки 8, поступающей через блок управления излучателем 3, осуществляется включение управляемого излучателя 1 (то есть начало первого цикла). В запоминающем устройстве 15 осуществляется запись и хранение уровня напряжения сигнала U<SB POS="POST">макс</SB>, соответствующего освещенности, создаваемой источником излучения 1 на приемной площадке фотоприемника 2, и выделение 0,632 от значения этого сигнала на выходе формирователя напряжения сравнения 5. Во время каждого последующего цикла на выходе устройства сравнения 6 формируется управляющий импульс, соответствующий достижению текущим значением сигнала U(T) фотоприемника 2 значения 0,632 от стационарного (установившегося) значения U<SB POS="POST">макс</SB> фотоприемника 2, а также очередная запись в запоминающее устройство 15 блока 5 сигнала U<SB POS="POST">макс</SB> с выхода фотоприемника 2. Начиная со второго цикла выработка команд включения и выключения управляемого источника 1 осуществляется формирователем команд управления 7 по сигналу с выхода фотоприемника 2. Таким образом, организован автоколебательный процесс включения и выключения потока на оптическом входе фотоприемника 2, при этом включение и выключение управляемого источника 1 адаптировано к постоянной времени фотоприемника 2. Выходной сигнал одновибратора 33 блока 7, соответствующий по времени моменту включения излучателя 1, поступает на первый вход регистратора 9 (таймера) для установления начальной точки отсчета времени. Постоянная времени исследуемого фотоприемника 2 определяется в момент остановки ("Стоп") таймера по команде с выхода устройства сравнения, поступающей на второй вход регистратора 9. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК с511 4 G 01 J 1/44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (57) Изобретение относится к фотомстрии и м<,жет быть исп ьчь 3oB,tí< jt. автоматизированного определения постоянной времени фотоприс мншков и Ьото— приемных устройств. 11ел - изобре

Н1 я — повыщение произв: литсльнос ти измерений. По команде с выхода блока начальной установки 8, поступ set:t< A через блок управления из:<уч,ответствующего освещеннос ги, о да— ва<е."-<сй Нс точ ником из луч е < ия 1 на II j>tt

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР! (21) 4378851/24-25 (22) 16.02.88 (46) 30.10.89. Вюл. 6< 40 (72) А.Н.Столяров, В.П.Коваленко и П ° A.Òàðàçàíoâ (53) 535.242 (088.8) (56) ГОСТ 17772-79. Приемники излучения и устройства полупроводниковые фотоэлектрические. Государстве нный

Комитет СССР по стандартам. И.: Пздво стандартов, 1985, с. 33-35.

Авторское свидетельство СССР

960548, кл. G Ol J 1/44, !981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕ!И1Я ПОСТОЯЕ610Й ВРЕ1!ЕНИ ФОТОПРИЕ1<Ш6Е УСТРОЙСТВ

„„SU„„1518682 А 1

1 51 8682

15 емной площадке фотоприемника 2, и выделение 0,632 от значения этого сигнал» на выходе формирователя напряжения сравнения 5. Во время каждого последующего цикл» на выходе устройства сравнения 6 формируется управляющий импульс, соответствующий до стижению текущим значением сигнала 1.(t) фотоприемника 2 значения 0,632 от стационарного (установившегося) значения фотоприемника 2, а также очередная запись в запоминающее устрой— ство 15 блок» 5 сигнала U „„„ с выхода фотоприемника 2. Начиная со вто. рого цикла выр»ботки команд включения и выключения упр»вляемого источника ) осуществляется формиров»телем команд упр»вления 7 по сигналу .с выИзобретение относится к фотометрии 25 и предназначено для автоматизированного определения собственной постоянной времени фотоприемников и фотоприемных устройств.

Цель изобретения — повышение пр - 30 изводительности измерений.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит управляемый излучатель 1, оптически связанный с ним блок 2 для попключения исследуемого фотоприемного устройства, блок 3 управления излучателем, выход которого подключен к управляемому излучате— лю ), дифференцирующую схему 4, вход 40 которой подключен к выходу блока 2, формирователь 5 сигнала сравнения, блок 6 сравнения, формирователь 7 ко— манд управления, блок 8 начальной установки и регистратор 9. При этом вход формирователя 7 подключен к выходу дифференцирующей схемы 4, вход которой объединен с информационным входом формирователя 7 сигнала сравнения и первым входом блока 6 сравнения, второй вход которого подключен к выходу блока 5 формирователя сигнала сравнения, управляющий вход которого объединен с первым входом блока 3 управления излучателем и подключен к первому выходу формирователя 7 команд управ IEH1fH второй выход которого подключе., x второму входу блока 3 управления излучателем, к первому входу ходя фотоприемник» 2. Таким образом, организован автоколебательный процесс включения и выключения потока и» оптическом входе фотоприемника 2, при этом включение и выключение управляемого источника 1 адаптировано к постоянной времени фотоприемника 2.

Выходной сигнал одновибратора 33 блок» 7, соответствующий ио времени моменту включения излучателя 1, поступает на первый вход регистратора 9 (таймер») для установления начальной точки отсчет» времени. Постоянная времени исследуемого фотоприемника 2 определяется в момент остановки (Стоп ) таймер» по ком»нде с выхода устройства ср»внения, поступа щей на второй вход регистратора 9. ип. регистратора 9 и к третьему входу блока 6 сравнения, выход которого подключен к второму входу регистратора 9. Причем четвертый вход блока 6 сравнения объединен с третьим входом блока 3 управления излучателем и подключен к первому выходу блока 8 начальной установки, второй выход которого подключен к четвертому входу блока 3 управления излучателем.

Блок 3 управления излучателем, в свою очередь, содержит усилитель 10, выход которого служит выходом блока, RS-триггер 11, Q-выход которого подключен к входу усилителя 10, логический элемент 2ИЛИ 12, выход которого подключен к R-входу RS-триггера 11, а первый вход служит третьим входом блока 3, логический элемент 2ИЛИ 13, выход которого подключен к S âõîäó

RS-триггера 11, первый вход которого подключен к второму входу блока 3, а второй — к четвертому входу блока

3, линию задержки 14, вход которой служит первым входом блока 3, а выход подключен к второму входу логического элемента 2ИЛИ .12.

Формирователь 5 сигнала сравнения выполнен в виде управляемого аналогового запоминающего устройства 15, содержащего входной аналоговый ключ 16, вход которого является информационным входом формирователя 5, а управляющий вход — управляющим входом формирователя 5, операционный усилитель 17

5 151 (используемый н качестве преобваэова— теля юлпеданса) с накопительной емкостью (конденсатор 18) на неинвертирующем входе, подключенном к выходу аналогового ключа 16, инвертирующий вход подключен к выходу усилителя 17, который служит выходом аналогового запоминающего устройства 15, и делителя 19, подключеннс)го входом к выходу аналогового запоминающего устройства 15, а выходом — к выходу формирователя 5 сигнала сравнения.

Блок 6 сравнения содержит разност— ный сумматор 20, суммирующий вход ко— торого служит первым входам блока 6, а вычитающий вход — вторым входом блока 6, компар<)тор 21, Ilpиннертирующий вхоп, которого подключен к выходу сумматора 20, потенциаметр 22, вход ко та р<> Г0 и одкл)Оч ен к ис точ )«ику от 1 бильного напряжения (опорнаго), а выход — к инвертирующему кампарагора

21, логический элемснт 2И 23, перный вход которого подключен к ны им> ульса 7, вход ко торо гo подключен к выходу логическогс элемента 2И, а выход — к выходу блока 6, од <онибрат<;p

25 (срабатывающий па заднему <«>р<)н гу входного импупьса), вход котарс)а подключен к выходу одновибратора 24, логический элемент 2ИПИ 26, пс)дклю— ченный первым нходом к выходу одновибратора 25, второй вход которого служит четвертым нходом блока 6, RS-òp)<ããер 27, S-вход которого явля— ется третьим входом блока 6, R-вход подключен к выходу логическога элемента 2ИЛИ 26, à Q-выход подключен к второму входу логического элемента

2И 23.

Формирователь 7 команд управления содержит компаратор 28, неинвертирующий вход которого подключен к входу блока 7, по генциаметр 29, подключенный входом к источнику стабильного напряжения положительной полярности, а выходом — к инвертирующему входу компаратара 28, компаратар 30, подключенный инвертирующим входом к входу блока 7, потенциометр 31, подключенный входом к источнику стабильного напряжения отрицательной полярности, а выходом — к неинвертирующему входу компа>ратора 30, одновибраторы 32 и

33, срабатывающее по заднему фронту входного импульса. Причем вход одно8682 6

55

50 вибратора 32 подкс<ючен к выходу компаратора 28, а выход служ)гт первым выходом блока 7. Вход однонибратора

33 подключен к выходу компаратара 29, а выход является вторым выходам блока 7.

Блок 8 начальной установки включает в себя кампаратары 34 и 35, неинвертирующие входы которых соединены между собой, интегрирующую цепочку

36, вход которой подключен к источнику питания положительной полярности, а выход — к неинвертирукщпм входам компараторов 34 и 35, потенцпометры

37 и 38, подключенные входами к стабильному источнику напряжения поло кительной полярности, а выхо""ами — к инвер гирующим входам кам.-:араторс>. 35 и 34 соатветстненнс, одна> и >p;iòf>pi- 39 и 40 (срабатывающие па iie рецц<-br@ франту входных < )<гнапо<«), и дк.)ю;< II— нь>е )«ходами к выхода>л к<>rr:.ð<1I«34 и 35 соатветствс гп<о. При <с < «ыхад ол— но>п>братора 40 служит пс р) ):b I«blха)<а." блс ка 8, а выход; дновибратор;) 39

I.T<>рым выходам блока 8.

Устройство работает < JI< „у)гщи.. аб—

r>r> «о>м.

Ь . <амент HI< II<) I 6 I«I!II !III f;)ii)., < 1 1>а)»вЂ” гва 18-1 ригге ры 1 1 и 27 ус l;I >I—, <> <1 го> срабатынанин П, и U i;pr. I< м . n,<) и

IJ 3,) - Ь 5 1< Онкpk THbl< вели>l ill!bl U «p и

U вь бираю-.ся при настройке ус pr>il— ства для обеспе <ения задержк)1 )«о нре—

МеHH Выхаднь>х имг)у )ьсо)«одно!«пбрато— ран 40 и 39, формируемых fi< »< pi дним фронтам сигналов компаратаро. и<. ме— ре нарастания выходного напряжения интегрирующей цепочки 36. Выходной сигнал компаратора 40 устанавливает

RS-триггер 11 в нулевое сосгояние.

Последнее вызывает отключение истач— ника 1 излучения, а также ус гановку

RS-триггера 27 в нулевое состояние.

При этом уровень 0 с с.го выхода блокирует прохождение сигналов «срсз логический элемент 2И 23 и f>äH<)1«ибpr— тор 24 на регистратор 9. устройство находится в начальном ссстоян.п<.

СЛедующий импульс с выхода < ц)гавибратора 39 проходит через л<) г).ч< с— кий элемент 2ИЛИ 13 íà S-вход RS— триггера )1 и переводит ега Q-нюха.< в единичное состояние, что вbr«ыв,п "

1518682

15 включение управляемого источника 1 излучения.

Электрический сигнал с выхода Фотоприемника блока 2 через дифференцирующую схему 4 поступает на входы компараторов 28 и 30 и при превьппении порога срабатывания компаратора 28 на выходе формируется сигнал "1" (при этом одновибратор 32 не формирует выходного импуль с a); 3 атем, при уменьшении выходного сигнала диффе.ренцирующей схемы 4 до нормированного значения порога U<> в момент достижения сигнала с выхода фотоприемника блока 2 стациожарного значения с заданной точностью, на выходе компаратора 28 формируется сигнал "0" и одновибратор 32 формирует импульс, который проходит через линию 14 задержки и логический элемент 12 на

R-вход RS-триггера ll, формируя на его выходе сигнал Оп. Выходной импульс одновибратора 32 поступает непосредственно на управляюций вход запоминающего устройства 15, открывает аналоговый ключ 16, и выходной сигнал фотоприемника блока 2 запоминается.

Таким образом, по окончании импульса одновибратора 32 в аналоговом запоминающем устройстве 15 хранится сигнал, соответствуюций стационарно— му значению потока излучателя, а на выходе блока 5 — сигнал 0,632 от это— го значения. Длительность импульса одновибратора выбирается в соответствии с необходимым временем процесса запоминания выходного сигнала фотоприемника блока 2 в аналоговом залов минающем устройстве 15, а время задержки управляющего импульса с выхода одновибратора 32 линией 14 задержки устанавливается несколько больше времени выходного импульса одновибратора 32, т.е. установка RSтриггера 11 в нулевое состояние производится по окончании запоминания стационарного значения (установившееся значение, соответствующее освещенности приемной площадки фотоприемника1 сигнала фотоприемника блока 2 запоминающим устройством 15.

Выключение источника 1 излучения вызывает изменение электрического сигнала на выходе фотоприемника блока 2 и, соответственно, сигнала с выхода дифференцирующей схемы 4 ° При этом на вых,.де компаратора 30 формиI I 1I руечся си нал в течение времени, 20

55 когда U „„а U>1 ° Одновибратор 33 формирует импульс только по заднему фронту сигнала с выхода компаратора

30, т.е. по достижении сигналом на выходе дифференцирующей схемы 4 порогового значения U 1, соответствующего моменту достижения сигнала фотоприемника блока 2 стационарного значения с заданной точностью (при выключении источника излучения), Импульс с выхода одновибратора 33, прошедший через логический элемент 2ИЛИ

13, вновь устанавливает RS-триггер 11 в состояние "1".

Таким образом осуществляется автоколебательный процесс включения и выключения потока на оптическом входе фотоприемника блока 2. При этом время включения адаптировано к постоянной времени исследуемого фотоприемника блока 2.

Выходной сигнал одновибратора 33, соответствующий по времени моменту вклк1чения излучателя 1, поступает ня первый вход регистратора 9 (таймера) для установления начальной точки отсчета времени. Постоянная времени исследуемого фотоприемника определяется по моменту равенства текущего значения сигнала фотоприемника при включении излучателя 1 значению 0,632 от стационарного (установившегося) значения фотоприемника. Для этого выходной сигнал формирователя 5 сигнала сравнения поступает на вычитающий вход сумматора 20, а текущее значение сигнала фотоприемника — на суммирующий вход сумматора 20. В случае превышения выходным сигналом сумматора

20 значения порога компаратора 21 на выходе последнего формируется сигнал

"1". Выходной сигнал компаратора 21 через логический элемент 2И 23 поступает на вход одновибратора 24, формирующего по переднему фронту сигнала компаратора 21 импульс, передний фронт которого точно соответствует времени достижения 0,632 от установившегося значения сигнала фотоприемника блока 2.

Таким образом, на регистратор (таймер) 9 поступают два сигнала начала отсчета (с выхода одновибратора 33) и окончания отсчета (с выхода одновибратора 24).

RS-триггер 27, логический элемент

2ИЛИ 26 и одновибратор 25 обеспечивают блокирование сигнала компарато(518682

Ф о р м у л а и з о б р е т е и и я

Составитель Г.Маколкин

Техред Л. Сердюкова Корректор О.Кравцова

Редактор И. Касарда

Заказ 6598/46 Тираж 466 Подп ис но е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ ГССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óêãoðoä, ул. Гагарина, 101 ра 21 в момент включения устройства для исключения ошибочных результатов измерений, Это выполняется установкой

RS-триггера 27 в нулевое состояние (по Q-выходу) при включении питания устройства импульсом с выхода одновибратора 40, поступающи через логический элемент 2ИЛИ 24 на R-вход

RS-триггера 27 . Прохождение сигнала с выходя компараторя 21 на одновибратор возмож»»о только после установки RS-триггера 27 в единичное состояние импульсом с выхода одновибраторя 33. При этом по заднему »(Ipollxy импульса одновибратора 24 одновибратор 25 формирует импульс, устанавливающий RS òðèããåð в состояние 0

Таким образом, llpclxn el»I»e c»l Ilaла QT ñ÷åòà постоянной времени с выхо— да блока 6, формируемого по переднему фронту выходного сигнала компаратора 21, возможно только во время нахождения (Q-выхода) RS òðèããåðà 27 в единичном состоянии, т. е., начиная с момента включения источника излучения и до момента достижения текущего значения 0,632 от установившегося значения сигнала фотоприемника 2.

Предлага мое устройство позволяет повысить производительность определения постоянной времени за счет ilB томатизации определения времени достижения на выходе фотоприемного устройства заданного уровня от максимума (соответствующего освещенности, создаваемой источником излучения на приемной площадке фотоприемного устройства) при сохранении точности из— мерений . Дополнительным достоинством устройства является воэможность быстрых многократных повторных измерений постоянной времени исследуемого фотоприемника, каждое из которых осуществляется эа время порядка постоянной времени исследуемого фотоприемника, с накоплением полученных ре эупьтатон, »»то позвоняет существенно снизить систематическую по» решность»»»мере»»»»я

5 погтоянной времени.

Устройство для определения постоянной времени фотоприе ;I»biz ус гройс т в, содержащее уп ра нля емый из э»у— чатель, подключенный к блоку управле. ния излучателем, оптически связя»»»»»п» с управляемым излучателем блок лля подключения фотоприемного устройства, выход которого подключен к входу дифференцирующии схемы, и ре гистрятор,отли чающее сятем, что, с целью повышения lip . и «вод »тгльности измерений, в него пледеllbl формирователь сигнала cpa»II»eI ия, блок сравнения, блок начальной установки и формирователь команд упрзвл.ния, вход которого подключен к выходу диф25 ферен цирующей схемы, вход которой объединен с информационным входом формирователя сигнала сравнения и первь»м входом блока сряв»»ен»»я, второй вход которого подключен к выходу блока формирователя сигнала сравнения, управляющий вход которого объединен с первым входом блока управления иэ- лучятелем и подключен к первому выходу формирователя команд уп(»эжен»»я, второй выход которого подключен к

35 второму входу блока управления излу— чателем, к первому входу регистратора и к третьему входу блока грев»»ения, выход которого подключен к второму входу регистратора, причем четв pTbII» вход блока сравнения объед»»нен г третьим входом блока управления излучателем и подключен к первому выходу блока начальной установки, второй вы45 ХОд кОтОрогО пОдключен к четвертому входу блока управления излучателем.