Логарифмирующий фотометр

 

Изобретение относится к аналитической измерительной технике, а именно к фотометрии, и может применяться для анал,1яа жидких и газообразных сред в различных отраслях промышленности как в лабораторных, так и в производственных условиях. Цель изобретения состоит в повышении точности измерений. В данном устройстве имеются источник стабильного тока 15, компаратор 10, триггер 9, управляемый источник напряжения 7, при помощи которых попеременно с логарифмированием производятся контроль и поддержание температуры логарифмирующего транзистора 11. 1 ил. (Л

13432

Изобретение относится к аналитической измерительной технике, а именно к фотометрии, и может широко применяться для анализа жидких и газо.I образных сред во многих отраслях про мышленности: химической, нефтеперерабатывающей, медицинской и других.

Цель изобретения — повышение точности измерений. 10

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого фотометра.

Фотометр содержит источник 1 излучения, оптическую систему 2, фильтры

3, кювету 4, фотоприемник 5, устройство 6 управления, управляемый источник 7 напряжения, первый коммутатор 8, триггер 9, компаратор 10, логарифмирующий транзистор 11, операционный усилитель 12, источник 13 опорного 20 напряжения, второй коммутатор 14, источник 15 стабильного тока, третий коммутатор 16, устройство 17 запоминания и измерительное устройство 18.

Последовательно расположенные источник 1 излучения, оптическая система 2, фильтры 3 и кювета 4 образуют оптический блок, на выходе которого стоит фотоприемник 5, соединенный с входом операционного усилителя 12, выход ко- З0 торого через второй и третий коммутаторы последовательно соединен с устройством 17 запоминания и измерительным устройством 18. Коллектор логарифмирующего транзистора 11 через 35 первый коммутатор 8 подключается к входу операционного усилителя 12 и выходу управляемого источника 7 напряжения, а его эмиттер через второй коммутатор 14 соединяется с выходами 40 операционного усилителя !"2 и источни1 ка 15 стабильного тока. Кроме того, к эмиттеру логарифмирующего транзистора 11 присоединены вход третьего коммутатора !6 и один из входов ком- 45 паратора 10, к второму входу которого подключен источник 13 опорного напряжения, а к выходу — информационный вход триггера 9. Выход триггера 9 соединен с входом управляемого источ- 50 ника 7 напряжения. Выход устройства 6 управления соединен с управляющими входами коммутаторов и триггера 9.

Фотометр работает следующим образом.

Свет от источника 1 излучения коллимируется оптической системой 2, фильтром выделяется монохроматическая составляющая, которая проходит через

50 2 кювету . и попадает на фотоприемник 5. Сигнал с фотоприемника подается на вход операционного усилителя 12. Работа фотометра происходит в три стадии. Сначала коллектор и эмиттер логарифмирующего транзис1.ора 11 соединены комму!таторами 8 и 14 соответственно с входом и выходом операционного усилителя 12, выход которого соединен коммутатором 16 та» же с входом запоминающего устройст ва 17. Напряжение на выходе операционного усилителя, а следовательно, запоминающего устройства, «кт I bii

Г =-- 1n-----, I,(Т) где К вЂ” постоянная Больцмана;

Т вЂ” температура перехода транэис тора 11; заряд электрона;

1 — ток *отоприемника;

1,(T) ток утечки транзистора.

Затем коллектор логарифмирующего транзистора 11 коммутатором 8 соединяется с управляемым источником 7 напряжения, а эмиттер коммутатором

14 соединяется с источником 15 стабильного тока. Коммутатор 16 отсоединяет устройство 17 запоминания.

Устройство управления сбрасывает триггер 9 в состояние логического

"0, поэтому управляемый источник 7 напряжения выдает на выходе нулевое напряжение, т.е. потенциал коллектора логарифмирующего транзистора 11 равен потенциалу его базы.

Напряжение на эмиттере транзистора определяется из следующего соотношения:

КТ I an

= — ° 1n — — —, э Ч I (T) где I „ — опорный ток, задаваемый источником стабильного тока.

Компаратор сравнивает напряжение на эмиттере логарифмирующего транзистора с напряжением, задаваемым источником опорного напряжения, которое соответствует температуре перехода логарифмирующего транзистора, равной или большей, чем максимальная температура окружающей среды, при которой будет работать логарифмирукиций фотометр. Если величина напряжения на эмиттере логарифмирующего транзистора 11 больше напряжения от источника опорного напряжения, то на выходе компаратора — логарифмическая

134

Составитель А.Чурбаков

Редактор 0.10рковецкая Техред М.Ходанич Корректор А.Зимокосов

Тираж 342 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1893

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4

"1» в противном случае на выходе компаратора — логический "О".

В начале третьей стадии работы триггер по сигналу устройства управления запоминает значение уровня на выходе компаратора и подает его на управляемый источник напряжения. Если на вход управляемого источника напряжения подана логическая "1", он выдает напряжение. Происходит нагревание перехода рассеиваемой мощностью. При циклической работе устройства в переходе транзистора устанавливается стационарный температурный режим, а на входе измерительного устройства значение логарифма входного тока не зависит от окружающей температуры.

Изобретение позволяет погрешность измерения уменьшить в полтора раза, долговременная стабильность увеличивается в два раза.

Формула и з о б р е т е н И я

Логарифмирующий фотометр, содержащий источник излучения, по ходу излучения которого установлены оптическая система, фильтры и кювета, на выходе которой установлен фотоприем3250 ник, соединенный с операционным уси лителем, выход которого через второй и третий коммутаторы соединен с устройством запоминания, к выходу кото5 рого подключено измерительное устройство, а также содержит логарифмирующий транзистор, база которого соединена с общей шиной, устройство управления, первый коммутатор и источник опорного напряжения, причем устройство управления соединено с управляющими входами всех коммутаторов, о тл и ч а ю шийся тем, что, с це" лью повышения точности измерений, в него введены компаратор, триггер, управляемый источник напряжения и источник стабильного тока, соединенный с вторым входом второго коммутатора, выход которого соединен с эмиттером

20 логарифмирующего транзистора и с одним входом компаратора, другой вход которого соединен с источником опорного напряжения, а вьс<од через триг25 rep и управляемый источник напряже ния соединен с входом первого коммутатора, другой вход которого соединен с входом операционного усилителя, а выход — с коллектором логарифмирую30 щего транзистора, причем управляющий вход триггера соединен с устройством управления.