Фотоприемное устройство

 

Изобретение относится к устройствам для измерения интенсивности света и может быть использовано в измерительной технике и автоматике. Целью изобретения является повышение линейности зависимости выходного сигнала фотоприемного устройства от освещенности фоторезисторов и снижение погрешности, вызванной колебаниями температуры. Фотоприемное устройство содержит измерительный мост фоторезисторов, последовательно с которым включены дополнительный резистор и дифференциальный усилитель, причем его коэффициент усиления увеличивается при увеличении падения напряжения на дополнительном резисторе. При увеличении уровня освещенности или возрастания температуры происходит уменьшение чувствительности фоторезисторов и в то же время уменьшение их сопротивления и возрастание протекающего через дополнительный резистор тока. Таким образом, в предложенной схеме происходит компенсация уменьшения чувствительности фоторезисторов увеличением коэффициента усиления дифференциального усилителя. Фотоприемное устройство имеет высокую линейную зависимость выходного сигнала от освещенности и высокой его стабильностью при изменениях температуры. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИО ЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (В

А1 (gg)g G О1 J 5/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4201819/31-25 (22) 02.03.87 (46) 23.06.90. Бюл. Р 23 (71) Одесский электротехнический институт связи им.А.С.Попова (72) И.М.Викулин, Ш.Д.Курмашев и К.И.Викулина (53) 535.36(088.8) (56) Свечников С,В. Фотодвухполюсники. — Киев: Техника, 1965, с.145.

Патент США Р 3852774, кл. G 01 J 1/00, 1974. (54) ФОТОПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к устройствам для измерения интенсивности света и может быть использовано в измерительной технике и автоматике.

Целью изобретения является повышение линейности зависимости выходного сигнала фотоприемного устройства от ос- вещенности фоторезистопов иснижение

I погрешности, вызванной колебаниями температуры. Фотоприемное устройство

Изобретение отнбсится к устройствам для измерения интенсивности света и может быть использовано в измерительной технике и автоматике.

Цель изобретения — повышение линейности зависимости выходного сигнала фотоприемного устройства от освещенности фоторезисторов и снижение погрешности измерений, вызванной колебаниями температуры.

На чертеже представлена схема фотоприемного устройства.

Фотоприемное устройство содержит мост иэ четырех фоторезисторов 1-4, 2 содержит измерительный мост фоторе/ зисторов, последовательно которым включены дополнительный резистор и дифференциальный усилитель, причем его коэффициент усиления увеличивается при увеличении падения напряжения на дополнительном резисторе. При увеличении уровня освещенности или возрастания температуры, происходит уменьшение чувствительности фоторезисторов и в то же время уменьшение их сопротивления и возрастание протекающего через дополнительный резистор тока. Таким образом,н предложенной czeме происходит компенсация уменьшения чувствительности фоторезисторов увеличением коэффициента усиления дифференциального усилителя. Фотоприемное устройство имеет высокую линейную зависчмость выходного сигнала от освещенчости и высокой его стабильностью при изменениях температуры.

1 ил. первый вход которого соединен с первой шиной источника питания, а второй вход — через резистор 5 с второй шиной источника питания, дифференциальный усилитель на транзисторах 6, 7., входы которого подключены к диагонали моста фоторезисторов, а выходной сигнал снимается с резисторов 8,9 и регястрируетсч вольтметром 10. (роме того, в эмиттерную цепь транзисторов 6 и 7 включен токорегулирующий транзистор 11, базовый вывод которого соединен через реэис1573354 тор 12 с точкой соединения резисто" ра 5 и моста фоторезисторов, Фотоприемное устройство работает следующим образом.

При отсутствии освещения. выходной сигнал с моста U = О, соответственно равен нулю сигнал на выходе усилителя U При освещении фоторезис- . торов 1 и 2 (фоторезисторы 3 и 4 закрыты от света) происходит разбаланс моста и выходное напряжение усилителя возрастает м 8 а э вх м

rye R — сойротивление резистора 8 или 9;

Ь, — коэффициент передачи тока транзисторов усилителя;

R — входное сопротивление дифSx ференциального усилителя;

К,, — коэффициент усиления по напряжению дифференциального усилителя °

Можно показать, что

U.= К аК/2(R+ R ), (2) где Š— напряжение источника питао ния;

ДК вЂ” изменение сопротивления фоторезистора при освещении;

R †-сопротивление резистора 5; >()

R — темновое сопротивление фотот резисторов 1-4.

С увеличением интенсивности света чувствительность фотореэисторов уМеньшается, что приводит к возникно- З5 вению нелинейности выходного сигна,ла моста U< в зависимости от интенсивности. Одновременно с увеличением интенсивности уменьшается сопротивление фоторезисторов 1-4, что приводит к росту тока через резистор 5 и падению напряжения йа нем, что в свою очередь увеличивает напряжение на входе транзистора 11, а также через него и транзисторы 6 и 7 диффе- 4 ренциального усилителя.

При этом коэффициент усиления по напряжению дифференциального усилите- ля увеличивается с увеличением тока транзистора 11.

С увеличением температуры выход50 ной сигнал моста также уменьшается

З эа счет уменьшения чувствительности фоторезисторов и уменьшения их темнового сопротивления. Однако при этом увеличивается ток, протекающий через мост фоторезисторов и падение напряжения на резисторе 5, что в итоге ведет к увеличению коэффициента усилеI ния дифференциального усилителя.

Таким образом, в предлагаемом фотоприемном устройстве уменьшение вы,ходного сигналамоста фоторезисторов компенсируется одновременнымувеличением коэффициента усиления дифференциального усилителя, вследствие чего повьппа ется линейность зависимости выходного напряжения от мощности падающего излучеййя и повышается стабильность выходного сигнала фотоприемного устройства при изменениях температуры.

Формула изобретения

Фотоприемное устройство, содержащее измерительный мост из четырех фоторезисторов, причем-первый вход моста соединен с первой шиной источника питания, транзисторный дифференциальный усилитель, входы которого соединены с диагоналями измерительного моста, а к выходу подключен контрольно-измерительный прибор, причем источник тока в эмиттерной цепи транзисторов дифференциального усилителя выполнен на биполярном транзисторе, коллектор которого соединен с точкой соединения эмиттеров транзисторов дифференциального усилителя, а эмиттер— с второй шиной источника питания, отличающееся тем, что, с целью повьппения линейности зависимости выходного сигнала от освещеннос-. ти фоторезисторов и снижения погрешности измерений, вызванной колебаниями температуры фоторезисторов, между вторым входом моста и второй шиной источника питания включен дополнительный резистор, а база транзистора источника тока дифференциального усилителя соединена через второй дополни- тельный .резистор с точкой соединений первого дополнительного резистора и второго входа моста фоторезисторов.

1573354

Составитель А.Новиков

Техред М.Дидык Корректор О. Ципле

Редактор С.Патрушева

Заказ 1638 Тираж 429 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