Устройство для измерения оптического излучения

 

рвтеитмо-т-,х ч щревФЖ

3 с

ОП ИСАЙ ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 529378 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.06.71 (21) 1672038/25 с присоединением заявки М (23) Приоритет (43) Опубликовано25.09.76.Бюллетень М 35 (45) Дата опубликования описания 03.12.76 (51) М. Кл, (л 01 Х 1/44

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) У ДК 5 35.24 2,2 (088.8 ) (72) Авторы изобретения В. А. Истюфеев, Ю. С. Левитин, В, Н, Неретин и Е. С, Смирнов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к фотометрии и может быть использовано в сельском хозяйстве, медицине, биологии, физике для измерения интенсивности оптического излучения, Известны устройства для измерения оптического излучения, использующие в качестве приемника излучения вакуумный фотоэлемент, обладающий рядом ценных оптических свойств, которых не имеют другие приемники, например, фоторезисторы и т.п. 10

Поскольку вакуумный фотоэлемент с электрической точки зрения представляет собой генератор микротока с очень большим внутренним сопротивлением, то все устройства, )5 использующие вакуумные фотоэлементы, требуют приме не ния усилителе и постоянног о тока с очень большим входным сопротивлением и высокимкоэффициентом усиления для обеспечения работы индикаторного прибора. 20

В связи с тем, что высокоомная нагрузка фотоэлемента включается параллельно входу усилителя постоянного тока, то для уменьшения погрешности измерений необходимо обеспечить постоянство входного со- 25 противления усилителя, что на практике трудно осуществить, С этой целью обычно используются электрометрические лампы или обычные апектронные лампы в электрометрическом режиме. Использование электронных ламп приводит к увеличению потребления от источников питания за счет цепей накала и значительному дрейфу нуля усилителя при изменении напряжения питания, что неизбежно возникает в полевых приборах с питанием от батарей. Стабилизация же питающих напряжений приводит к значительному усложнению схемы и к дополнительному расходу энергии источников питания.

Кроме того, в известных устройствах контролируется только напряжение источников питания и отсутствует контроль работоспособности всей электрической части устройства, что также увеличивает погрешность измерений.

11елью изобретения является уменьшение влияния входного сопротивления усилителя на результат измерений и контроль работоспособности всей электрической части ус52 тройства для уменьшения погрешности измерений, Это достигается тем, что нагрузка фотоэлемента включена между входом и выходом усилителя постоянного тока, например полупроводникового. Ко входу усилителя подключены два постоянных резистора, один из которых подсоединен к потенциальному проводу питания фотоэлемента или усилителя, а другой — к потенциальному проводу регистрирующего прибора.

Введение в схему двух постоянных резисторов, включенных как указано выше, обеспечивает контроль работоспособности схемы и избавляет оператора от контроля за температурой, влажностью окружающей среды.

На чертеже изображена схема усилителя, Фотоэлемент 1 соединен последовательно через переключатель 2 с блоком нагрузки 3, которая включена между входом 4 и выхсьдом 5 усилителя постоянного тока 6. Общий провод 7 усилителя 6 подключен к корпусу> а к выходу усилителя подсоединен регистрирующий прибор 8, Преобразователь постоянного напряжения 9 служит для питания фотоэлемента, резисторы 10 и 11 — для проверки работоспособности электрической части устройства, Батареи 12 и 13 через сдвоенный выключатель 14 питают устройство, При облучении фотоэлемента 1 через него начинает протекать ток, пропорциональный силе оптического излучения. Зтот ток, пр<г текая через переключатель 2, который предназначен для выбора поддиапазона измерений, и один из резисторов блока нагрузки 3, создает сигнал.

Сигнал поступает на вход 4 усилителя 6, который переворачивает фазу сигнала на

180 и усиливает его в 10-100 раз, Так как усилитель 6 обхвачен глубокой отрицательной обратной связью через нагрузку 3, а внутреннее динамическое сопротивление фотоэлемента много больше нагрузки, то на выходе 5 получается сигнал, противоположный по фазе и почти равный по амплитуде сигналу на нагрузке. На выходе 4 усилителя 6 получается, так называемый, нулевой

9378

4 потенциал, благодаря которому почти полностью исключается влияние входного сопроти. вления усилителя 6.

Схема контроля работоспособности работает следующим образом. Переключатель 2 включают в верхнее крайнее положение, Тогда на вход усилителя через делитель, состоящий из резисторов 10 и 11, поступает напряжение питания фотоэлемента (или при подключении резистора 11 к батарее 12— напряжение батареи).

По показаниям регистрирующего прибора контролируется работоспособность всей электрической части устройства.

На базе предлагаемого устройства со

@ дан прибор "Уфиметр" УФМ-71, предназначенный для измерения средней сферической эритемной облученности в диапазоне от 0,1 до 3000 мэр/м на базе предлагаемого ycz тройства, Погрешность измерений не хуже

15 Й (с учетом погрешности оптического устройства для градуировки, составляющей

+ 6/о), Автономное питание от четырех батарей типа "Марс" обеспечивает непрерывную рабсту в течение не менее 200 час.

Температура окружающего воздуха от 0 до +35оС. Относительная влажность 95 й.

Вес прибора около 2,5 кг, 39

Ф ормула изобретения

Устройство для измерения оптического излучения, содержащее фотоэлемент, фотоэлемент с нагрузкой, переключатель, прео

35 разователь постоянного тока, систему усиления, источник питания, регистрирующий прибор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения погрешности измерений, нагрузка фотоэлемента включена между вхо49 дом и выходом усилителя постоянного тока, например полупроводникового, ко входу которого подключены два постоянных резистора, один из которых подсоединен к потенциальному проводу питания фотоэлемента

45 или усилителя, а другой — к потенциальному проводу регистрирующего прибора, 529378

Составитель В. Зверев

Редактор Л. Народная Техред А. Демьянова Корректор Б, Югас

Заказ 5353/85 Тираж 814 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4l5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4