Импульсный фотометр

 

Изобретение относится к фотометрии , а именно к цифровым импульсным фотометрам оптического излучения. Цель изобретения - повышение точности измерений. Для исключения влияния температурной зависимости спектральной чувствительности фотодиода на результат измерения в фотометр, содержащий фотодиод 1, интегратор фототока 5, переключатели 2, 3, 4, генератор разрядного тока 9, коМпаратор 8 и устройство 12 управления переключателями, генератор измерительного тока 10 и преобразователь напряжения 1I в ток выполнены с коэффициентом передачи, пропорциональным спектральной чувствительности фотодиода. При этом время разряда накопительной емкости ийтегратора фототока 5, пропорциональное энергии импульса излучения, определяется алгебраической суммой токов с выхода генератора разрядного тока 9 и преобразователя напряжения 11 в ток. Напряжение на входе преобразователя напряжения 11 в ток пропорционально температуре фотодиода 1, что достигается включением с помощью двух переключателей 3, 4 фотодиода 1 в цепь генератора измерительного тока . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А3 (Я) 4 G 01 J 1/44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4051050/24-25 (22) 08.04.86 (46) 15.10.87. Бюл. ¹ 38 (72) Е.В.Лесников, Н.В.Никитин и Н.И.Беспалов (53) 535.241(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹- 960545, кл. G 01 J 1/44, 1981.

Мартынюк А.С. и др. Измерение заряда однократных импульсов фототока.

В кн.: Импульсная фотометрия, вып.9, Л.: Машиностроение, 1986, с. 127-130. (54) ИМПУЛЬСНЫЙ ФОТОМЕТР (57) Изобретение относится к фотометрии, а именно к цифровым импульсным фотометрам оптического излучения.

Цель изобретения — повышение точности измерений, Для исключения влияния температурной зависимости спектральной чувствительности фотодиода на результат измерения в фотометр, содержащий фотодиод 1, интегратор фототока

5, переключатели 2, 3, 4, генератор разрядного тока 9, компаратор 8 и устрой— ство 12 управления переключателями, генератор измерительного тока 10 и преобразователь напряжения 11 в ток выполнены с коэффициентом передачи, пропорциональным спектральной чувствительности .фотодиода. При этом время разряда накопительной емкости интегратора фототока 5, пропорциональное энергии импульса излучения, определяется алгебраической суммой токов с выхода генератора разрядного тока

9 и преобразователя напряжения 11 в ток. Напряжение на входе преобразователя напряжения 11 в ток пропорционально температуре фотодиода 1, что достигается включением с помощью двух переключателей 3, 4 фотодиода 1 в цепь генератора измерительного тока. 1 ил. I 134506

Изабретение относится к фотомет— рии и может быть использовано для построения цифровых импульсных фотометров.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

На чертеже показана структурная схема устройства.

Устройство содержит фотодиод 1, 10 переключатели 2, 3 и 4, интегратор

5 фототока, состоящий из повторителя

6 напряжения и накопительной емкости

7, компаратор 8, генераторы разрядного тока 9 и измерительного тока 10, 15 преобразователь ll напряжения в ток и устройство 12 управления перекпюча-телями. Один из электродов фотодиода 1 соединен с входом переключателя 3, выходы которого соединены с 20 входом интегратора 5 фототока и ну— левой шиной 13. Другой электрод фотодиода соединен с преобразователем 11 напряжения в ток и входом переключа— теля 4. Входы переключателя 4 соединены с генератором 10 измерительного тока и выходом интегратора 5 фототока. Выход последнего соединен с входом компаратора 8, который соединен с устройством 12 управления переклю- З0 чателей. Один из выходов переключателя 2 соединен с входом интегратора

5 фототока, другой — с нулевой шиной

13, à его вход соединен с генерато— ром 9 разрядного тока и выходом преобразователя 11 напряжения в ток.

Устройство работает следующим образом.

В HcxopHGM состоянии фотодиод 1 подключен к интегратору 5 фототока, а генератор 9 разрядного тока — к нулевой шине 13. При воздействии на фо— тодиод 1 импульса излучения на выходе интегратора 5 фототока появляется напряжение, максимальное значение которого пропорционально энергии импульса излучения. Одновременно с импульсом излучения на устройство 12 управления переключателями поступает импульс запуска, который через некоторое время с помощью переключателя

2 генератор 9 разрядного тока подключает к входу интегратора 5 фототока.

При этом генератором 9 разрядного тока начинается разряд накопительной емкости 7 интегратора 5 фототока. Од— новременно через фотодиод 1 начинает протекать в прямом направлении ток от генератора 10 измерительного тока.

Пропорциональное температуре падение напряжения на фотодиоде 1 с помощью преобразователя 11 напряжения в ток преобразуется в ток, пропорциональный температурному коэффициенту спектральной чувствительности фотодиода

1, При этом суммарный ток разряда накопительной емкости 7 интегратора

5 фототока равен алгебраической сумме токов от генератора 9 разрядного тока и тока с выхода преобразователя 11 напряжения в ток. По достижении напряжения на выходе интегратора 5 фототока нуля срабатывает компаратор 8, который, воздействуя на устройство 12 управления переключа— телями, приводит его в исходное состояние. При этом время разряда накопительной емкости 7 интегратора 5 фототока пропорционально энергии импульса излучения с учетом температурной зависимости спектральной чувствительности фотодиода 1.

Изобретение позволяет повысить точность измерения энергии излучения путем учета температурной зависимости спектральной чувствительности фотодиода, связанной как с воздействием на фотодиод измеряемого излучения, так и с изменением температугы окружающей среды. Например, при измерении энергии излучения на длине волны 1,06 мкм, где коэффициент спектральной чувствительности кремниевого фотодиода равен (1,5-2,0)X/ С, в температурном интервале 10 — 35 C погрешность измерения, обусловленная щ только температурной зависимостью спектральной чувствительности фото— диода, составляет 37-50Х. Как показали экспериментальные исследования, применение предлагаемого устройства снижает эту составляющую погрешности до 2-3Х в том же температурном интервале, и величина этой погрешности определяется в основном неточностью измерения температурного коэффициен60 та спектральной чувствительности фотодиода. Кроме того, при измерении излучения импульсов, следующих с частотой, например, 1 кГц и энергией в

-4 импульсе 10 Дж, за счет воздействия бб на фотодиод излучения его температуо ра повышается на 3-4 С что на длине волны 1,06 мкм приводит к погрешности измерения энергии 5 — 8X. При применении предлагаемого устройства вели64

Составитель А.Чурбаков

Техред Л.Олийнык Корректор М. Максимишинец

Редактор M.Ïåòðîâà

Заказ 4910/41 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР .по. делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 13450 чина этой погрешности, как показали экспериментальные исследования, снижается до 0,1-0,2 . Это обстоятельство позволяет использовать устройство для построения как образцовых, так

5 и рабочих средств измерения энергии излучения.

Формул а и з о б р е т е ни я

Импульсный фотометр, содержащий фотодиод, интегратор фототока, состоящий из повторителя напряжения и накопительной емкости, электронный переключатель, вход которого соединен с генератором разрядного тока, а выходы — соответственно с нулевой шиной и входом интегратора фототока, выход которого через компаратор сое-.. динен с устройством управления переключателями, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены преобразо™ ватель напряжения в ток с коэффициентом преобразования, пропорциональным температурному коэффициенту спектральной чувствительности фотодиода, генератор измерительного тока и два электронных переключателя, вход первого из которых соединен с одним электродом фотодиода, а выходы — с входом интегратора фототока и нулевой шиной соответственно, вход второго — с другим электродом фотодиода и входом преобразователя напряженКй в ток, а выходы подключены к выходу интегратора фототока и генератору измерительного тока соответственно, выход преобразователя напряжения в ток соединен с выходом генератора разрядного тока.