Патент ссср 418733
ОПИСАНЙЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 08.VI.1972 (№ 1797202/26-9) М. Кл. G Old 5/36
G 01(1 3/00
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам нзооретений и открытий
УДК 621.397(088.8) Опубликовано 05.03.74. Бюллетень № 9
Дата опубликования описания 13.08.74
Автор изобретения
H. Е. Авилов
Заявитель
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОСВЕЩЕННОСТИ с присоединением заявки ¹
Приоритет
Изобретение относится к техническим средствам, используемым в системах anòîìaтичсского контроля и управления.
Известны устройства для измерения освещенности, представляющие собой соединение 5 триггера Шмитта и фотодиода. Эти устройства позволяют получить электрический сигнал релейного типа, когда освещенность достигает определенной величины, и определить время, в течение которого освещенность превышает 10 определенный уровень. Однако погрешность определения этого времени, вызванная гистерезисом характеристики срабатывания триггера Шмитта, может быть весьма большой при малой скорости изменения освещенности. 15
Кроме того, хотя указанные устройства и позволяют измерять величину освещенности в произвольный момент времени, однако каждое измерение, производимое перестройкой переменного резистора, предполагает участие 20 оператора и сопровождается погрешностью, вызванной неточностью ручной установки движка резистора и определения момента срабатывания триггера.
Цель изобретения — обеспечение возмож о- 25 сти измерения в произвольный момент времени с одновременным повышением точности измерений.
Предлагаемое устройство отличается тсм, что катод фотодиода подключен к выходу ге- 30 нератора пилообразного напряжения.
На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 — эпюры сигналов: Ф вЂ” входного сигнала устройства; Un — напряжения на базе нормального запретного транзистора триггера
Шмитта; U,„— напряжения на выходе генератора пилообразного напряжения; U«напряжения срабатывания триггера Шмитта;
U »»,, — напряжения па ьыходе устройства.
Устройство содержит фотодиод 1, резисторы 2, 3, триггер Шмитта 4, источник пилообразного напряжения .
Устройство для измерения освещенности представляет собой соединение триггера
Шмитта 4 и фотодиода 1. База запертого транзистора триггера Шмитта связана со средней точкой делителя напряжения, образованного резисторами 2 и 3, включенного между источником пилообразного напряжения и отрицательной шиной источника коллекторного питания. Параллельно резистору 2 включен фотодиод 1. Выход устройства связан с выходом триггера Шмптта.
Работает устройство следующим образом.
В исходном состоянии при отсутствии входного и управляющего сигналов на базе запертого транзистора триггера Шмитта устанавливается постоянное напряжение Us, величина которого определяется величиной начального напряжения на выходе генератора пилообразного напряжения и соотношением сопро413733
40 тивлений резисторов 2 и 3, образующих делитель напряжения.
При освещении фотодиода 1 его сопротивление понижается, что приводит к перераспределению падения напряжений на элементах делителя и к изменению напряжения Ув на базе запертого транзистора триггера Ш итта. Увеличение освещенности фотодиода 1 приводит к повышению напряженил Ув, уменьшение освещенности — к его понижению.
Таким образом, изменение напряжешш U b при отсутствии управляющего сигнала повторяет по форме изменение освещенности фотодиода (фиг. 2). Если начальное напряжение
Ув выбрано достаточно малым (чтобы при максимальной освещенности фотодиода оно не превышало порога срабатывания U„rp. ããåpa), триггер Шмитта при отсутствии управляющего напряжения не срабатывает.
1 огда с генератора пилообразного напряжения пос" упает управляющий сигнал, напряжение Ув на базе нормально з",ïåýòâãî транзистора линейно нарастает и достигает порога срабатывания триггера Шмитта. Левый транзистор триггера при этом открывается, правый — запирается. В таком положении триггер находится до окончания прямого хода пилообразного напряжения. Переброс триггера в первоначальное положение происходи: во время обратного хода пилообразного напряжения. Следовательно, триггер Шмитта срабатывает каждый раз при нарастании пилообразного напряжения и возвращается в исходное положение при обратном его ходе.
Момент срабатывания триггера Шмитз а при фиксированных параметрах схемы и постоянной скорости нарастания пилообразного напряжения определяется значением напряженияпия ь в на базе запертого транзистора, которое, в свою очередь, зависит от освещенности фотодиода 1. При большей освещенпос".и фотодиода (т. е. при меньшем пилообразном напряжении) триггер срабатывает раньше, при меньшей освещенности (т. е. при большем пи5
30 лообразном напряжении) — позднее. Момент обратного переброса триггера определяется обратным ходом пилообразного напряжения и пе зависит от освещеннссти фотодиода. Следовательно, на выходе триггера Шмитта образуется импульс, длительность которого однозначно определяется величиной освещенности фотодиода. С усилением освещенности длительнсс"ь импульса нарастает, с ослаблением освещенности — уменьшается.
Таким образом, настоящее устройство для измерения освещенности позволяет автоматически (без учас ия оператора) преобразовывать освещенность во временной интервал в любой момент времени. Моменты измерения определяются запуском генератора пилообразного напряжения и могут быть запрограммированы на длительный период. Результаты измерений (временный интервал) могут быть легко преобразованы в цифровую форму и записаны в запоминa."ëùèê устройствах.
Отсутствие механических перестроек при измерениях и исключение оператора при этом приводит к исключению погрешностей, связанных с неточностью механических настроек и определения момента срабатывания триггера.
Так как обра",ный переброс триггера Шмитта происходит нод воздействием напряжения обратного хода пилообразного сигнала и не зависит от изменения освещенности, то при преобразованиях устраняются ошибки, вызываемые гистерезисом.
Предмет изобретения
Устройство для измерения освещенности, содержащее триггер Шмитта, к базе нормально запертого транзистора которого подключен анод фотодиода, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности измерения в произвольный момент времени с одновременным повышением точности измерений, катод фотодиода подключен к выходу генератора пилообразного напряжения.
418733 г1
) 1 ! |
1 //Ьп стиг 2
Составите.ъь А. Дзюбенко
Техред Т. Курилко
Редактор Б. Федотов
Корректор Е. Миронова
Типография, пр, Сапунова, о
Заказ 1806/3 Изд. № 583 Тираж 760 Подписнос
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, Ж-35, Раушская наб., и. 4/5
