Фотодатчик

 

(72) Авторы изобретения

В. М. Гпадаревский, Я. А. Вакупкж, И. К и М. И. Коновал д ТЩтй3Украинское научно-производственное обьеднн ние ЙИЙЙЙЙо - бумажной промышленности (73) Заявитель (54) ФОТОДАТЧИК

Изобретение относится к фотометрии, а именно к устройствам дпя преобразования светового потока в эпектрический сигнап, и может быть использовано в системах измерения концентрации минимального напопнитепя в бумаге.

Известен фотоцатчик, соцержвший фот<м резистор и источник напряжения 31$ .

Наиболее бпизким техническим решением к изобретению является фютодатчик, 10 содержащий последовательно включенные к источнику напряжения фоторезнгтор и источник тока 2 .

Недостатками известного устройства являются ограниченная точность, обуспов ленная непинейностью фоторезистора, и невысокая термостабипьность.

Цепь изобретения - повышение точности и термостабипьности.

Поставленная цепь достигается тем, что в фотодатчик, содержаший посцедовательно подключенные к источнику напряже ния фотореэнстор н источник тока, допоп2 йитеньно введены второй фоторезистор, резистор и масштабный усилитель, а ио» точник тока выполнен управляемым, причем второй фоторезистор последовательно с резистором подкпючены к,источнику на нряжения, а их средняя точка связана с входом масштабного усилителя. выход хсм,торого связан с входом источника тока.

При этом источник тока выпопнен в виде двух резисторов, двух попевык и одного

° бицопярного транзистора, коннектор ко торого вместе с затвором первого и потоком второго полевых транзисторов через резистор связан с шиной источника напряжений, с которой также связан за;:твор второго попевого транзистора, причем база биполярного транзистора свяэа на с выходом масштабного усипитепя, а его эмиттер через второй резистор связан с обшей шиной источника напряжения, сток второго полевого чранэистора связан с истоком второго полевого тран- зистора, сток которого связан с первым фотореэис тором.

4 изменениябудут близкими, но не полностью идентичными даже для одинаковых типов фоторезисторов.

Устройство использует источник тока на полевых транзисторах 6 и 7 и практически не имеют ограничений как в уст ройстве с применением операционного усилителя. Хотя стабильность такого источника несколько ниже, он позволяет применять фоторезисторы с любыми номиналами сопротивлений. Резистор 5 нагрузки и фотореэистор 4 образуют управляемый делитель напряжения. Напряжение с фоторезистора 4 масштабируется в усилителе 3. Сам источник тока для лучшей стабильности выполнен на двух полевых транзисторах 6 и 7, кото рые расположены на одной подложке. Ток источника определяется величиной источника напряжения и сопротивлением резонатора 9. Для того, чтобы управлять то- ком источника 2 в схему введен бипо лярный транзистор 8. Резистор 9, биполярный транзистор 8 и резистор 10 представляют собой делитель напряжения. Ток источника тока определяется напряжением коррекции.

Изобретение позволяет значительно повысить точность измерения различных параметров материалов. Кроме того, предлагаемое устройство можно использовать не только для линеаризации зависимости напряжения фотодетектора - световой поток, но и для линеаризации зависимости напряжение фотодетектора - измеряемый параметр.

3 9iii73

На чертеже показана принципиальная схема устройства.

Устройство содержит фотореэистор

1 соединенный с источником 2 тока, управляюший вход которого связан с выходом масштабного усилителя 3Ä вход которого связан с средней точкой второго фоторезистора 4 и резистора 5. Источник

2 тока включает полевые 6 и 7 и биполярный транзистор 8, а также резисторы щ

9и 10.

Устройство работает следуюшим об разом.

Световой ноток, который провзаимодействовал с объектом измерения и про- д5 порционален по своим параметрам измеряемой величине, облучает Фоторезистор

1. Источник 2 тока вырабатывает посто янный ток, не зависящий от сопротивления фоторезистора 1. Этот ток создает gp падение напряжения на фоторезисторе 1, сопротивление которого изменяется про порпионально величине светового потока, но имеет отклонение от линейной зависимости. 25

Схема позволяет управлять током через фоторезистор 1, причем как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения.

Напряжение коррекции формируется дополнительным каналом. Этот канал включает Зл второй фоторезистор 4 и резистор 5. Фоторезистор 4 облучается тем же световым потоком. Напряжен ие с фотореэистора 4 масштабируется масштабным усилителем

3 и должно быть противоположно по знаку прирашению напряжению на фоторезисторе

1. Тогда напряжение на фоторезисторе 1, которое формируется за счет действия светового потока, при его отклонении от линейной зависимости изменяется за счет и изменения тока таким образом, что но соответствует точкам линейной зв симос- ти.

Формула изобретения температуры.

Фоторезисторы 1 и 4 находятся в одинаковых условиях и облучаются одним и тем же световым потоком. Поэтому при одинаковых номиналах они имеют близкие по величине изменения за счет влияния

Прн изменении температуры напряже> ние на фотореэисторе 1 уменьшается.

Однако, учитывая действие канала коррекции и то, что его приращения противоположны основному каналу, ток через фото55 резистор 1 увеличивается и напряжение остается той же величины. Температура компенсации не будет полной, так как

1. Фотодатчик, содержаший последовательно подключенные к источнику напряжения фоторезистор и источник тока, отличаюшийсятем, что,сцелью повышения точности, в него дополнительно введены второй фоторезистор, резистор и масштабный усилитель, а источник тока выполнен управляемым, причем второй фоторезистор последовательно с резистором подключены к источнику напряжения, а их средняя точка связана с входом масштабного усилителя, выход которого связан с входом источника тока.

2. Фотодатчик по п.1, о т л и ч а— ю ш и и с я тем, что, с целью повьп ения термостабильности, источник тока выполнен в виде двух резисторов, двух

5 911173 . 6 полевых и одного бнпопярного транзистор- транзистора связан с йстокои второго пора, коллектор которого вместе с затвором певого транзистора, сток которого связан первого н истоком второго попевых трап- с первым фоторезистором. зисторов через резистор связан с шиной Источники информапии источника напряжения, с которой также принятые во внимание при экспертизе связан затвор второго полевого транэис- 1. Авторское свидетепьство СССР тора, причем база бипопярного транзис- % 447575, кп. 9, 01Т 1/42, 1975. тора связана с выходом масштабного усипителя, а его эмиттер через второй 2. Авторское свидетепьство СССР резистор связан с общей! шиной источ-. 30 _#_s 351269, ки. Q 01f 1/44, 1972 ника напряжения, сток второго попевого (прототип).

Составитепь А. Чурбаков

Редактор Г. Кацапап Техред М. Надь Корректор A. Ференц

Заказ 1101/23 Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Фипнал ППП Патент, r. Ужгород, уп..Проектная, 4