Фотометр

 

Изобретение относится к измерительной технике. Наиболее эффективно может быть использовано для измерения слабых световых потоков в широком динамическом диапазоне, например в поляризационных измерениях. Цель изобретения - повышение быстродействия, уменьшения шумов в режиме измерений слабых потоков. Это достигается параллельной работой двух операционных усилителей в "точном" и "грубом" каналах. При работе напряжение в "точном" канале не должно превышать напряжения насыщения для соответствующего операционного усилителя. Для этого введен коммутирующий элемент, который блокирует резистор в цепи обратной связи операционного усилителя точного канала при приближении к напряжению насыщения. Такой режим работы обеспечивается блоком управления, например, усилителем с регулируемым коэффициентом усиления. При этом быстродействие увеличивается за счет параллельного измерения в обоих каналах и отсутствия затрат времени на выбор диапазона измерений. Шумы уменьшаются за счет исключения составляющей шума на переходных контактах в режиме измерения слабых световых потоков. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 J 1/44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ ССО (21) 4252418/24-25 (22) 29.05.87 (46) 23.01.90. Бюл. ¹ 3 (72) А.Г. Свинцов (53) 535.24(088.8) (56) Мартынюк А.С., Сачков А.В.

Импульсная фотометрия, вып. 3, 1986, с. 106.

Калашников С,П. и Маквейко А.А..

Фотодиодный измеритель мощности лазерного излучения.

Приборы и техника эксперимента, 1981, ¹ 2, с. 189. (54) ФОТОМЕТР (57) Изобретение относится к измерительной технике. Наиболее эффективно может быть использовано для измерения .слабых световых потоков в широком динамическом диапазоне, например в поляризационных измерениях. Цель изобретения — повьппение быстродействия, уменьшение шумов в режиме измерений

Изобретение относится к измерительной технике и наиболее эффективно может быть использовано при измерении слабых световых потоков с широким диапазоном измерений, например в поляризационных измерениях.

Цель изобретения — повышение быстродействия и снижение уровня шумов в режиме измерения слабых световых потоков

На чертеже представлена схема фотометра.

Фотометр содержит фотодиод 1, резисторы 2 и 3, первый операционный

ÄÄSUÄÄ 1538059 A 1

2 слабых потоков. Это достигается параллельной работой двух операционных усилителей в "точном" и ".грубом" каналах. При работе напряжение в "точном" канале не должно превышать напряжения насьпцения для соответствующего операционного усилителя. Для этого введен коммутирующий элемент, который блокирует резистор в цепи обратной связи операционного усилителя точного канала при приближении к напряжению насьпцения. Такой режим работы обеспе-.. чивается блоком управления, например усилителем с регулируемым коэффициентом усиления. При этом быстродействие

- увеличивается за счет параллельного измерения в обоих каналах и отсутст- Е вия затрат времени на выбор диапазона измерений. Шумы уменьшаются за счет исключения составляющей шума на переходных контактах в режиме измерения слабых световых потоков. 1 ил. Я усилитель 4 (в канале высокой чувствительности), второй операционный усилитель 5 .(в "грубом" канале), блок 6 управления и коммутирующий элемент 7.

Первый выход фотодиода 1 подключен к инвертирующему входу первого операционного усилителя 4, выход кото:рого, являющийся первым выходом фотометра, подключен к первому выводу первого резистора 2, первый вывод второго резистора 3 подключен к общей шине фотометра, второй вывод второго резистора 3 объединен с вторым выз 1538059 4 подключен к не- сигналу с вьиода блока 6 управления у второго опера- и закорачивает резистор 2. одом фотодиода 1 и нвертирующему вход онного усилителя 5, инвертирующий ход которого объединен с его выхоg)oM, являющимся вторым выходом фотометра, и подключен к неинвертирующему входу первого операционного усилителя 4 и к входу блока 6 управления, выход которого подключен к упавляющему входу коммутирующего элеента 7, первый выход которого подючен к первому выводу первого реистора 2, второй выход — к второму

ыводу первого резистора 2 и к инвер- 1

5 ирующему входу первого операционного усилителя 4.

Фотометр работает следующим обра ом.

Под действием оптического излучения с мощностью P в фотодйоде 1 вырабатывается ток I> = К Р, где К коэффициент преобразования фотодиода ° ак как входной ток операционных усилителей 4 и 5 Т вх 0 и напряжение 25 междy неинвертирующими и инвертируюи входами операционных усилителей и 5 U Iz =О,то токи, протекающие через резисторы 2 и 3, и напряжения на перфрм и втором выходах фотометра будут фавны соответственно ? = Х gg — ? ф 1 где R< и R3 — сопротивления резисторов

2 и 3.

При этом диапазон измерений опти( ческой мощности в "грубом" канале 2

Ьоставит

U>2 Р 11 н2

ЬтР доР с з з а в канале 1 высокой чувствительноСти соответственно от

Uw П Н1

Р =- — — — -доР

1мцн К(Я +Я ) 1мс1кс К(Я +Я ) t де U„, U .— напряжения шумов на вы45 ходах первого и второго каналов фотометра; — напряжения насыщения операционных усилителей 4 и 5 5О в первом и во втором каналах фотометра соответственно.

IIpH бОльших урОвнях измеряемОЙ Оп гической мощности, когда напряжение

lJ приближается к напряжению насыЬС1Х 1 щения операционного усилителя 4, срабатывает коммутирующий элемент 7 по

При дальнейшем увеличении измеряемой мощности информация снимается с второго вьиода (" грубого" канала) фотометра. В качестве блока 6 управления может быть использован усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, а в качестве коммутирующего элемента. 7 может быть использовано электронное реле.

При малых уровнях оптической мощности, когда влияние шума светометра наиболее существенно, резистор 2 включен в цепь отрицательной обратной связи операционного усилитепя 4 и фототок через контакты коммутирующего элемента 7 не протекает, т.е. исключается составляющая шума фотометра за счет переходных контактов элемента 8.

За счет параллельной работы операционных усилителей 4 и 5 обеспечивается высокое быстродействие фотометра, широкий динамический диапазон измерений оптической мощности и снижение уровня шумов при измерениях слабых световых потоков.

Формула изобретения

Фотометр, содержащий фотодиод, первый операционный усилитель и два резистора, причем первый выход фотодиода подключен к инвертирующему входу первого операционного усилителя, выход которого, являющийся первым вьиодом фотометра, подключен к первому выводу первого резистора, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия фотометра и снижения уровня шумов, в него введены второй операционный усилитель, коммутирующий элемент и блок управления, при этом первый вывод второго резистора подключен к общей шине фотометра, второй вывод второго резистора объединен с вторым выходом фотодиода и подключен к неинвертирующему входу второго операционного усилителя, инвертирующий вход которого объединен с его выходом, являкицимся вторым выходом фотометра, и подключен к неинвертирующему входу первого операционного усилителя и входу блока управления, выход которого подключен к управляющему входу комму5 1538059 6 тирующего элемента, первый выход ко- рому выводу первого резистора и к торого подключен к первому выводу пер- инвертирующему входу первого опевого резистора, второй выход- к вто- рационного усилителя.

Составитель Е. Маколкин.

Редактор В. Бугренкова Техред Л.Сердюкова Корректор М; Шарошн

Заказ 164 Тираж 417 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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