Устройство для регистрации стационарных световых потоков методом счета фотонов
Изобретение относится к фотометрии стационарных световых потоков в астрофизике и позволяет повысить достоверность измерений за счет определения реальной среднеквадратичной ошибки ; каждого одиночного измерения светового потока методом счета фотонов, что позволяет присвоить каждому измерению вес в соответствии с ошибкой. После экспонирования с информационных выходов счетчика импульсов 4, таймера 6 и . сумматора 8 накопленные значения соответствующих параметров передаются в магистраль |данных счетно-решающего устройства 9, в котором производится вычисление указанной ошибки , индицируемой на индикаторном устройстве 10. 1 ил. i (Л Ю f00 а ;D
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
В
РЕСПУБЛИК
А1
„Я0„„127860
äö4 G 01 3 l/44
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ а е
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
121) 3822848/24-25 (22) 10.12.84 (46) 23.12 ° 86. Бюл. Е 47 (71) Вильнюсский ордена Трудового
Красного Знамени и ордена Дружбы народов государственный университет им, В.Капсукаса (72) P.И.Калитис, А.А.Каралюнас, И.З Пятраускас и Д.-А.Ралис (53) 535.24(088.8) (56) Sedmak G. Optimum photomultiplier Photon. Counting Photometry.—
Astronomy and Astrophysics, 1972, ч. !8, р, 232 °
Авторское свидетельство СССР
У 773446, кл. G О! J l /44, 1980. (54 ) УСТРОЙСТВО ДПЯ РЕГИСТРАЦИИ СТАЦИОНАРНЫХ СВЕТОВЫХ ПОТОКОВ МЕТОДОМ
СЧЕТА ФОТОНОВ (» ) Изобретение относится к фотометрии стационарных световых потоков в астрофизике и позволяет повысить достоверность измерений эа счет определения реальной среднеквадратичной ошибки, каждого одиночного измерения светового потока методом счета фотонов, что позволяет присвоить каждому измерению вес в со ответствии с ошибкой. После экспонирования с информационных выходов счетчика импульсов 4, таймера 6 и сумматора 8 накопленные значения соответствующих параметров передаются в магистраль 1данных счетно-решаю-„
mего устройства 9, в котором производится вычисление указанной ошибки, индицируемой на индикаторном устройстве 10. 1 ил.
1 278 б09
Изобретение относится к фатометрии и может быть использована при измерениях слабых и сверхслабых световых потоков методом счета фотонов в астрофизике„ спектроскопии, медицине, биологии и т.д.
Цель изобретения — повышение достоверности измерений.
На чертеже изображена блок-схема устройства, Устройство содержит фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) 1, выход которого через усилитель 2 и дискриминатор 3 соединен с входами счетчика
4 импульсов.и измерителя 5 интервалов времени, входы управления которых соединены с выходом таймера б, Выход измерителя интервалов времени соединен с входом квадратора ), вы-. ход которого соединен с входом сумматора 8 значений квадратов интервалов времени, Информационные выходь. счетчика 4 импульсов, таймера б, сумматора 8 соединены с входом данных счетно-решающего устройства 9, выход которого соединен с индикаторным устройством 10
При регистрации световых потоков методом счета фотонов ошибку измерения принято оценивать теоретически, исходя из того, что в большинстве случаев фатоотсчеты распределены по закону Пуассона, для которого дисперсия равна среднему значению. Теоретическая относительная среднеквадратичная ошибка может быть определена по формуле
j+ ЛГ 1 (1) и г „Гй где <У„ - дисперсия среднего значения фотоотсчетов и.
Однако в реальных условиях измерений существует множество факторов, искажающих статистику фатоотсчетов, Это темновой сигнал ФЭУ, ионна-оптическая обратная связь в ФЭУ, не-. совершенства регистрирующей аппаратуры, помехи, флуктуация коэффициента пропускания среды, через которую проходит световой поток. Некоторые из этих факторов (например, темновой сигнал), некоторь|е особенности регистрирующей аппаратуры г;.оддаются учету при обработке результатов измерений и определении ошибок ° БольIBHHcTBo этих факторов увеличивают дисперсию фотоотсчетов, а тем самым повышают реальные ошибки измерений, оценка которых возможна лишь экспериментальным путем. В ряде практических случаев измерений, например при исследованиях кратковременных
5 или быстроменяющихся процессов,требуется определение реальных аптибок одиночных измерений.
Дисперсия отсчетсв и дисперсия интервалов времени связаны извест1О ным уравнением ся использование связи между статистиками фотоотсчетов и интервалов времени для определения реальной ошибки одиночногс измерения фотоотсчетов. Действительно, если выборочную дисперсию интервалов времени определять, исходя из соотношения
ЗО где И вЂ” количество интервалов времени; — длительность интервала времени между -м и i+I-ì импульсами измеряемого патока; та учитывая равенство ! (4) М=N-1, где N — количество импульсов, зарегистрированных за время экспозиции Т
45 и уравнение
М (5) из формулы (2) получают
И-1 (N-I) (11-1) Z С
S= ., — (.,Л - -1). (б) т («N-7) т
Тогда относительная среднеквадратичная оаятбаа определяется вы ааеннеы
Л-1 1 (N-1) а-, — (:. =) и N )(2 Т
Для определения и и Е„данным способом необходима и достаточна (> 2 (г)
2 где Б — дисперсия интервалов времеt
15 ни между соседними импульса+H б среднее значение интервала времени между соседними импульсамн;
20 Т вЂ” время экспо зиции.
Существенным с тличием предлагаемого способа от известного являет1 278609
Формула изобретения
Составитель А.Чурбаков
Редактор M.Бланар Техред JI.Сердюкова Корректор С.йекмар
Заказ 6821/35 Тираж 778 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная,4 измерить количество импульсов N, время экспозиции Т, а также величи—
N-1 ну
i=1
Устройство работает следующим образом .
На ФЭУ 1 подается измеряемый световой поток. В зависимости от установленной таймером 6 длительности экспозиции в счетчике 4 импульсов 10 идет подсчет выходных импульсов ФЭУ
1, усиленных усилителем 2 и стандартизованных по амплитуде и длительности в амплитудном дискриминаторе 3. Одновременно в измерителе 15
5 интервалов времени происходит измерение каждого интервала времени между двумя соседними импульсами.
Полученные значения длительности интервалов времени поступают на быстро-20 действующий умножитель, выполняющий функцию квадратора 7. С выхода последнего значения квадратов длительности интервалов времени поступают на сумматор 8 этих значений. После 25 окончания экспозиции с информационных выходов счетчика 4 импульсов, таймера 6 и сумматора 8 значений квадратов интервалов времени накопй-1 ленные значения величин N, Т и 7 t, 30 передаются на магистраль данных счетно-решающего устройства 9, В последнем по указанным формулам и полученным результатам измерения производят вычисление значений средне35 го количества импульсов п и ее относительной среднеквадратичной ошибки „, которые индицируются на индикаторном устройстве 10.
Таким образом, предлагаемое изоб-,40 ретение позволяет определять реальную среднеквадратическую ошибку каждого одиночного измерения свето вого потока методом счета фотонов, и может найти применение в измерениях быстропротекающих или кратковременных процессов. При обработке результатов измерений, полученных предлагаемым способом, возможно присвоение каждому измерению веса, соответствующего полученной реальной ошибке, что позволяет повысить достоверность измерений световых потоков.
Устройство для регистрации стационарных световых потоков методом счета фотонов, содержащее последовательно соединенные фотоэлектронный умножитель, усилитель, дискриминатор и счетчик импульсов, а также индикаторное"устройство, измеритель интервалов времени и таймер, выходы которого соответственно подключены к входам счетчика импульсов и измерителя интервалов времени, вход которого соединен с выходом дискриминатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения достоверности измерений, в него введены квадратор, сумматор и счетно-решающее устройство, два входа которого соответственно подключены к выходам таймера и счетчика импульсов, причем выход измерителя интервалов времени соединен с третьим входом счетно-решающего устройства через последовательно включенные квадратор и сумматор, а вход индикаторного устройства соединен с выходом счетнорешающего устройства.
