Фотометр

 

Изобретение относится к оптоэлектронной технике и может быть использовано для фотометрирования оптических излучений, имеющих широкий диапазон по интенсивности. Цель изобретения - упрощение устройства и расширение его области применения. В качестве фотодатчика в устройстве использован биспин-фотоприемник, имеющий частотный выход и снабженный внешней электрической обратной связью на коммутаторе. Вычисление освещенности производится с помощью счетчика, в который предварительно заносится некоторый дополнительный код, обеспечивающий прямую пропорциональность между выходным кодом счетчика в конце цикла измерения и значением входной освещенности. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 J 1/44

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (ОИЗН((Я

Ilail .": .::: - Г:1_#__#_lЧЕОКАЯ б.(;: . ".. (ДТЕЯД

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4736600/25 (22) 11.09.89 (46) 07.07.91. Бюл, 1Ф 25 (71) Винницкий политехнический институт(72) Б.Н.Богданов, О.Д.Кнаб, В.Г.Красиленко и O K.Колесницкий (53) 681.381 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 551518, кл. G 01 J 1/42, 1977.

/ Авторское свидетельство СССР

N. 1404839, кл. G 01 J 1/44, 1988. (54) ФОТОМЕТР (57) Изобретение относится к оптоэлектронной технике и может быть использовано для фотометрирования оптических излучений, ! 1

Изобретение относится к оптоэлектрон ной технике и может быть использовано для фотометрирования оптических излучений, имеющих широкий динамический диапазон по интенсивности.

Цель изобретения — упрощение фотометра и расширение области применения..

На чертеже представлена схема фотометра.

Фотометр состоит из биспин-фотоприемника 1, коммутатора 2,.резистора 3 нагрузки, схемы И 4, таймера б, счетчика 6, регистра 7, дешифратора 8, цифрового индикатора 9, первого 10 и второго 11 формирователей импульсов, причем омический контакт 12 биспин-фотоприемника 1 соединен с шиной 13 питания, подложка 14 биспин-фотоприемника 1 соединена с входом ( Ж,, 1661586 Al имеющих широкий диапазон по интенсивности. Цель изобретения — упрощение устройства и расширение его области применения. IB качестве фотодатчика в устройстве использован биспин-фотоприемник, имеющий частотный выход и снабженный внешней электрической обратной связью на коммутаторе. Вычисление освещенности производится с помощью счетчика, в который предварительно заносится некоторый дополнительной код, обеспечивающий прямую пропорциональность между выходным кодом счетчика в конце цикла измерения и значением входной ocseщенности. 1 ил.

15 коммутатора 2, выход 16 которого и первый вывод резистора 3 нагрузки соединен с общей шиной 17, запирающий контакт 18 биспин-фотоприемника 1 связан с вторым выводом резистора 3 нагрузки, управляющим входом 19 коммутатора 2 и первым входом схемы И 4, второй вход которой соединен с выходом таймера 5 и с входами первого 10 и второго 11 формирователей импульсов, выход схемы И 4 связан со счетным входом 20 счетчика б, вход 21 параллельной загрузки которого соединен с выходом первого формирователя 10 импульсов, а на параллельных входах 22 счетчика 6 выставлен начальный код, выходы счетчика 6 соединены с параллельными входами регистра 7, выходы которого связаны с входами дешифратра 8, выходы которого

1661586 соединены с входами цифрового индикатора

9, вход 23 параллельной загрузки регистра

7 связан с выходом второго формирователя

11 импульсов.

Фотометр работает следующим образом.

Входное излучение подается на биспин-фотоприемник 1, который генерирует импульсы тока, частота которых линейно зависит от мощности входного излучения. Эти импульсы выделяются на резисторе 3 на,грузки в виде импульсов напряжения. Коммутатор 2 замыкает свой вход 15 с выходом ,16 при высоком уровне напряжения на сво,ем управляющем входе 19. Коммутатор 2 используется как элемент обратной связи, препятствующий устойчивому переключению биспин-фотоприемника в проводящее

,состояние при больших уровнях его осве-. щенности. По переднему фронту импульса, ;генерируемого биспин-фотоприемником 1, коммутатор 2 замыкается и подложка 14 биспин-фотоприемника 1 оказывается соединенной с общей шиной 17, вследствие чего на запирающем контакте 18 биспинфотоприемнике 1 появляется низкий потенциал, который приводит к раэмыканию коммутатора 2. Через время, определяемое освещенностью биспин-фотоприемника 1,, генерируется следующий импульс и про, цесс повторяется. Обратная связь на коммутаторе 2 позволяет укоротить импульсы биспин-фотоприемника 1 и значительно расширить область его чувствительности в сторону больших освещенностей и незначи тельно расширить в сторону меньших освещенностей. Динамический диапазон при введении обратной связи увеличивается не менее чем в 10 раэ.

Поскольку зависимость частоты f от энергии W излучений, падающего на биспин-фотоприемник, близка к линейной, получают

f=k W+b, (1) где k и Ь вЂ” коэффициенты.

Так как частота f — это число N импульсов за 1 с, то из (1) выводят

N=k W+b (2)

Чтобы получить значение W из(2), записывают

W и Ь

k (3)

N где — — число импульсов за k-e часть cek кунды.

Аппаратурную реализацию вычисления формулы (3) выполняют на основе счетчика

6, в который перед началом цикла измерения с входов 22 заносится дополнительный

35 расширить область. применения за.счет ис40

5

20 код числа (— — ), т,е. величина V

Ь Ь

k k где V — емкость счетчика 6. Затем в течение цикла измерения длительностью Т = -(c)

k вырабатываемой таймером 5, импульсы биспин-фотоприемника 1 поступают в счетчик 6 через схему И 4. В результате в счетчике 6 получают код числа, пропорционального W.

По окончании интервала Т второй формирователь 11 формирует короткий импульс, по которому содержимое счетчика 6 переписывается в регистр 7, затем дешифрируется дешифратором 8 в сигналы управления цифровым индтикатором. 9. flo переднему фронту следующего импульса таймера 5 в счетчике 6 опять устанавливается дополнительный код числа (— — ), и

Ь

k процесс измерения повторяется. Значение энергии входного излучения, измеренное в текущем периоде, отображается в течение последующего периода работы таймера 5.

Коэффициенты Ь и k в формуле (1) определяются экспериментальным путем из построенной ватт-частотной характеристики биспин-фотоприемника 1. Коммутатор 2 может быть реализован на биполярном транзисторе или на МОП-транзисторе, а также на интегральном коммутаторе.

Изобретение позволяет упростить схему фотометра эа счет уменьшения числа и сложности составляющих ее элементов и ключения необходимости двухполярного питания.

Формула изобретения

Фотометр, содержащий фотопреобразователь, коммутатор. прямой счетчик, злемент И,выход которого соединен со счетным входом счетчика, отличающийся тем, что, с целью упрощения и расширения области применения, в него введены резистор нагрузки, таймер, первый и второй формирователи импульсов, регистр, дешифратор и цифровой индикатор, а в качестве фотопреобразователя использованы биспинфотоприемник, причем омический контакт биспин-фотоприемника соединен с шиной питания, подложка биспин-фотоприемника соединена с входом коммутатора, выход которого и первый вывод резистора нагрузки соединены с общей шиной, второй вывод резистора нагрузки соединен с запирающим контактом биспин-фотоприемника, управляющим входом коммутатора и первым входом элемента И,второй вход которого соединен с выходом таймера и входами первого и второго формирователей импульсов, выход перво1661586

Составитель А. Грузинов

Техред М.Моргентал Корректор О, Кравцова

Редактор А. Козориз

Заказ 2116 Тираж 335 Подписное

- ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

ro формирователя импульсов соединен с входом параллельной загрузки счетчика, на параллельных входах которого выставлен начальный код, а выходы счетчика соединены с параллельными входами регистра, вход параллельной загрузки которого соединен с выходом второго формирователя импульсов, выходы регистра соединены с входами дешифратора, выходы которого со5 единены с входами цифрового индикатора.