Логарифмический время-импульсный фотометр
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ
<») 466392
Союз Советских
Социалистических
Реслублик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.01.73 (21) 1876896/26-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет
Опубликовано 05.04.75. Бюллетень № 13
Дата опубликования описания 19,12.75 (51) М, Кл. G Olj 1/00
Государственный комитет
Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 535.241.6 (088.8) (72) Автор изобретения
А. И. Пустовалов (71) Заявитель (54) ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ ВРЕМЯ-ИМПУЛЬСНЫЙ
ФОТОМЕТР
1ф — У фФ, (2) М = 0(А ие — "")", (3) 30
Изобретение относится к фотометрии и может быть использовано в устройствах, измеряющих величину светового потока.
Известны устройства для преобразования светового потока в интервал времени, осуществляющие развертку во времени коэффициента усиления фотоэлектронного умножителя путем изменения во времени питающего фотоэлектронный умножитель напряжения от нуля до максимального значения, при котором анодный ток фотоэлектронного умножителя достигает заданной величины. Временной интервал, отсчитанный от момента начала изменения питающего напряжения, до момента достижения анодным током заданной величины, функционально связан с величиной преобразуемого светового потока.
Недостатками известных устройств, затрудняющими их использование в переносной и бортовой аппаратуре, предназначенной для точного измерения световых потоков, являются значительная нелинейность характеристики преобразования и большая потребляемая мощность.
Изобретение позволяет получить линейную, в логарифмическом масштабе градуировочную характеристику фотометра и уменьшить потребляемую мощность по цепи источника высокого напряжения.
Достигается это за счет параллельного соединения клемм питания фотоэлектронного умножителя с запоминающим конденсатором, который заряжается коротким высоковольтным импульсом от ждущего импульсного генератора. Заряд конденсатора производится до напряжения Уф, при котором анодный ток фотоэлектронного умножителя достигает заданной величины. Временной интервал при этом не отсчитывается. Величина напряжено ния Уф определяется световым потоком Фо, падающим на фотокатод фотоэлектронного умножителя. Аналитическую связь этого напряжения со световым потоком можно определить путем совместного решения уравнений, выражающих коэффициент усиления фотоэлектронного умножителя М через величину питающего напряжения U и через отношение анодного тока 1, к току фотокатода
I,tb ðàâH0ão произведению постоянного коэффи20 циента Кф на величину светового потока Ф
Уравнение, связывающее коэффициент усиления электронного умножителя с питающим напряжением, имеет вид:
466392 где сс — напряжение, приложенное между каскадами электронного умножителя;
А и p — константы;
Π— коэффициент, характеризующий эф- 5 фективность работы электронного умножителя;
n — число каскадов электронного умпожителя.
Член е — можно положить равным единице (максимальная погрешность при этом составляет 3", о для и=100 в), Подставив уравнение (2) в уравнение (3), разрешив полученное равепство относительно и и, учитывая, что 15
U сс::
Л и получим U = и 1/
Ко4 где К, = — 6А"Кф . (4) 20
Как следует из выражения (4), напряжение U при заданной величине анодного тока 25
I однозначно определяется величиной светового потока Ф. Фиксация напряжения U@ производится в момент достижения анодным током заданной величины путем переключения запоминающего конденсатора на разряд ЗО через эталонный резистор при помощи высоковольтного ключа. Момент, в который напряжение U, на запоминающем конденсаторе достигает заданного значения, фиксируется схемой фиксации заданного напряжения. Время 65 разряда t запоминающего конденсатора от напряжения Uy до напряжения U„будет равно:
t =- In —, Uy со (5) 40 где т=ЯС вЂ” постоянная времени разрядной цепи запоминающего конденсатора.
Подставив равенство (4) в уравнение (5), получим: 45
t = -. In n + о n — I n — - — n — I и Ф вЂ” -. I и U,. (6) а
Ко
Обозначим
С = 1пи+;и In — z In U
Ко
50 тогда
t = С вЂ” -.n-— IпФ. (7)
Следовательно, согласно уравнению (7), градуировочная характеристика фотометра линейна в логарифмическом масштабе. Поскольку при заряде конденсатора временной интервал не фиксируется, отпадает необходи- 60 мость в стабилизации параметров высоковольтного импульса ждущего импульсного генератора. Кроме этого, значительно снижается потребляемая фото метром мощность, так как заряд запоминающего конденсатора 65 происходит в течение очень короткого промежутка времени, а в режиме ожидания запускающего импульса по цепи питания фотоэлектронного умножитсля мощность не потребляется.
На чертеже изображена принципиальная схема предложенного логарифмического время-импульсного фотометра.
Логарифмический время-импульсный фотс. метр включает в себя ждущий импульсный генератор, выполненный на транзисторе 1, импульсном трансформаторе 2, диодах 3, 4, 5, конденсаторе б и резисторах 7, 8, 9; запоминающий конденсатор 10; высоковольтный ключ, собранный на диоде 11 и динисторах
12; эталонный резистор 13; фотоэлектронный умножитель 14 с нагрузочным резистором 15; схему фиксации анодного тока фотоэлектронного умножителя, состоящую из компаратора 16, стабилитрона 17, резистора 18; схему запуска высоковольтного ключа, выполненную на транзисторе 19, конденсаторе
20, импульсном трансформаторе 21, резисторах 22, 23, схему фиксации заданного напряжения на запоминающем конденсаторе, собранную на компараторе 24, стабилитроне
25 и резисторе 26. На клеммы 27, 28 подается запускающий импульс, на клемму 29— питающее напряжение, а с клемм 30 и 31 снимается выходной сигнал.
Импульс, поданный на клеммы 27, 28, запускает ждущий импульсный генератор, генерирующий высоковольтный импульс, в результате чего через открытые диоды 4, 5, высоковольтную обмотку импульсного транс" форматора 2 и резистор 9 начинает заря" жаться запоминающий конденсатор 10. Напряжение питания фотоэлектронного умножителя 14 начинает расти, так как он подключен параллельно запоминающему конденсатору 10. Это приводит к росту анодного тока фотоэлектронного умножителя 14 и пропорционального ему напряжения на резисторе 15. В момент достижения этим напряжением заданной величины компаратор 16 выдает импульс, который через схему запуска высоковольтного ключа открывает динисторы 12 и подается на выходную клемму 30. Запоминающий конденсатор 10 начинает разряжаться через эталонный резистор
13, диод 11, динисторы 12.
В момент достижения напряжением на эталонном резисторе 13 заданного значения U компаратор 24 выдает на выходную клемму
31 импульс. Далее запоминающий конденсатор 10 разряжается до нуля, и динисторы 12 закрываются. Временной интервал между импульсами, выда нными на выходных клеммах
30 и 31, пропорционален логарифму светового потока. С приходом следующего запускающего импульса процесс повторяется аналогично описанному. Количество динисторов 12 выбирается в зависимости от максимальной величины напряжения питания фотоэлектронного умножителя 14.
466392
Предмет изобретения
Составитель А. Субочев
Техред 3. Тараненко
Редактор T. Орловская
Корректор А. Галахова
Заказ 3016/12 Изд. № 650 Тираж 740 Подписное
11НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, 7К-35, Раушская наб., д, 4, 5
Типография, пр. Сапунова, 2
Логарифмический время-импульсный фотометр, содержащий фотоэлектронный умножитель и блок преобразования, отличаюшийся тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности, блок преобразования выполнен из ждущего импульсного генератора, высоковольтного ключа, запоминающего конденсатора, эталонного резистора, схемы фиксации заданного напряжения на запоминающем конденсаторе, схемы фиксации а нодного тока и схемы запуска высоковольтного ключа, причем клеммы питания фотоэлектронного умножителя соединены параллельно с запоминающим конденсатором, выходом ждущего импульсного генератора и через вы5 соковольтный ключ с эталонным резистором, параллельно которому включена схема фиксации заданного напряжения на запоминающем конденсаторе, а выход фотоэлектронного умножителя соединен с входом схемы фик10 сации анодного тока, выход которой соединен через схему запуска высоковольтного ключа с управляющим электродом высоковольтного ключа.
