Устройство для измерения коэффициента отражения зеркала

 

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для измерения параметров оптических зеркал и позволяет повысить точность измерений за счет исключения погрешностей, связанных с изменением величины светового потока, характеристик оптических элементов и чувствительности фотоприемников. На точность измерения не оказывают влияние ни температурные дрейфы напряжений и токов в электронных узлах устройства, ни световой фон, ни разброс временных характеристик фотоприемников. В устройство, содержащее оптически связанные источник излучения, светоделительную пластину, зеркало и два фотоприемника, введены блок уравновешивания сигналов фотоприемников, усилитель-ограничитель, коммутатор, фильтр, вольтметр, формирователь импульсов и омметр. Коэффициент отражения исследуемого зеркала определяется путем математической обработки сигналов фотоприемников, соответствующих исследуемому и эталонному зеркалу. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ соцИАлистических

РЕСПУЬ ЛИК.. SU(Ill 53

А1 (51) 5 С 01 N 21/55

««««: 4Ч.

1„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

i(21) 4433048/24-25 (22) 30.05.88 (46) 15.01.90. Бюл. У 2 (72) Е.И, Чернов (53) 535,24(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1032875, кл. С 01 Я 21/55, 1983.

Лисица М.П. и др. Отражение монокристаллов CdS He „ „ в области собственного поглощения. — Физика и техника полупроводников. 1969, т. 3, Р 4, с. 578-582. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ ЗЕРКАЛА (57) Изобретение относится к измерительной технике, мояет быть использовано для измерения параметров опти ческих зеркал и позволяет повыбить точность измерений за счет исключения погрешностей, связанных с изменением

Изобретение относится к измери" тельной технике и может быть использовано для измерения коэффициента отражения зеркальных поверхностей оптических элементов.

Цель изобретения — повышение точности измерения коэффициента отражения зеркала, На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство для измерения ксэффициента отражения зеркала содержит оптически связанные между собой источник 1 излучения, светоделительную пластину 2, оправу 3 для установки зеркала, два фотоприемника 4 и 5, 2 величины светового потока, характе" ристик оптических элементов н чувствительности Фотоприемников. На точность измерения не оказывают влияние ни температурные дрейфы напряжений и токов в электронных узлах устройства, ни световой фон, ни разброс временных характеристик фотоприемников. В устройство, содержащее оптически связанные источник излучения, светоделительную пластину, зеркало и два фотоприемника, введены блок уравновешивания сигналов фотоприемников, усилитель-ограничитель, коммутатор, фильтр, вольтметр, формирователь импульсов и омметр. Коэффициент отражения исследуемого зеркала определяется путем математической обработки- сигналов фотоприемников, соответствующих исследуемому и эталонному зеркалу. 1 ил. блок 6 уравновешивания сигналов фото- (0 приемников 4 и 5, формирователь 7 1 Ь импульсов, усилитель-ограничитель 8 (Я с гальванически развязанным выходом, Я) коммутатор 9, фильтр 10, вольтметр " р

11, омметр 12, оптический модулятор

13, установленный между источником 1 излучения и светоделительной пластиной 2. Первый вход блока 6 уравновешивания сигналов фотоприемников подключен к выходу первого фотоприемии- 3 ка 4 и к управляющему входу формир:.:вателя 7 импульсов, второй вход блока 6 подключен к выходу RTQpot фотоприемника 5, первый выход блока

6 подключен к первому входу оммстра

1536280

U4.1 ф

П51= ф

Где 111, П (1) и (2)

12» Р3 K 5 55 нагружение на выходах фотоприемников с00ТВрТственно 4 и 5, з первом измс ренин;

"12, второй выход блока 6 — к второму входу омметра 12, третий выход блока

6 подключен к входу усилителя-ограничителя 8, выход которого подключен к первому входу коммутатора 9, второй вход которого подключен к шине нулевого потенциала, управляющий вход коммутатора 9 подключен к выходу формирователя 7 импульсов, а выход комму) татора 9 через фильтр 10 подключен к вольтметру 11.

Блок 6 уравновешивания сигналов (, фотоприемников 4 и 5 содержит два ключа 14-и 15, два коммутатора 16 и 17. два эталонных резистора 18 и !9, два переменных резистора 20 и 21, при этом первый вход ключа 14 является первым входом блока 6, выход ключа 14 подключен к первому входу коммутатора 16 20 и через последовательно включенные, эталонный резистор 18, переменные резисторы 21 и 20 подключен к первому входу коммутатора 7 и первому выводу эталонного резистора 19, второй вы- 25 вод которого является вторым входом блока 6, второй в:-: „ коммутатора 16 подключен к первому входу ключа 15, к второму входу коммутатора 17, к точке соединения переменных резисто.ров 20, 21 и к выводу от подвижного контакта резистора 20, причем вывод от подвижного контакта резистора 21 объединен с выводом резистора 21,подключенным к эталонному резистору 18.

Выход коммутатора 16 является первым выходом блока 6, выход ключа 15 подключен к первому входу коммутатора 17 и является вторым выходом блока 6, выход коммутатора 17 является третьим 40 выходом блока 6.

Устройство работает следующим образом.

Определение искомого коэффициента отражения зеркала 3 осуществляется 45 в результате двух измерений, При первом измерении устанавливают эталонное зеркало, ключи 14 и 15 замыкают, коммутаторы 16 и 17 устанавливают соответственно в положения I„

III. Напряжения на выходах фотоприемников 4 и 5 при этом равны: и

2i л

"п а

5 коэффициент отражения эталонного зеркала; коэффициент пропускания светоделительной пластины 2 по направлению от источника излучения

1 к фотоприемнику 4; коэффициент пропускания пластины 2 по направлению от эталонного зеркала к фотоприемнику 5; коэффициент отражения от грани светоделительной пластины со стороны источника излучения.; чувствительность фотоприемника 4; чувствительность фотоприемника 5; поток излучения на выходе источника излучения при первом измерении, При этом на вход усилителя-ограничителя 8 через коммутатор 16 поступает сигнал, образованный разностью выходных сигналов фотоприемников 4 и

5. Из-за разброса временных характеристик (постоянных времени и временных задержек) фотоприемников 4 и 5 на фронтах разностного сигнала появляются значительные по величине выбросы. В усилителе-ограничителе 8 разностный сигнал усиливается и ограничивается. Причем уровни ограничения выбраны такими, чтобы при входном сигнале (для усилителя 8), близком к нулю, шумовой сигнал проходил без ограничения (уровни ограничения близки к уровню шумов). При этом существенно снижается амплитуда выбросов на фронтах разностного сигнала, проникающих через паразитные емкости коммутатора 9 на вход фильтра 10.

По переднему фронту выходного сигнала фотоприемника. 4 формирователь 7 импульсов формирует строб-импульс, передний фронт которого задержан по отношению к переднему фронту входного сигнала, а задний фронт появляется раньше заднего Фронта входного сигнала. Строб-импульс является управляющим для коммутатора 9. Ro время его действия коммутатор 9 отключает нину нулевого потенциала от входа Фильтра 10 и подключает вы од усилителяограничителя 8.

41 19 51 (13+ 21) 1 (3) где 1 1,1 19, К, — значения сопротивлений резисторов 18, 19, 21, При втором измерении вместо эталонного зеркала устанавливают исследуемое зеркало 3, ключ 14 замыкают, ключ 15 размыкают, коммутаторы 16, 17 находятся соответственно в положениях I, III. Напряжения на выходах фотоприемников 4 и 5 оказываются равным:

U42 - -ф ° 1, ° а (4)

U52 2 р бг х 2lа5 (5) где Ф вЂ” поток излучения источника 1

2 при втором измерении; о — коэффициент отражения иссле2 Х дуемого зеркала.

Регулировкой сопротивления 20 добиваются "нулевого" показания вольтметра 11. Если этого не удается добиться (иэ-эа того, что 1 <1, а коэффициент отражения исследуемого зеркала может быть Р >р ), то коммута1Х Э тор 16 устанавливают в положение II и регулировкой сопротивления 20 снова добиваются "нулевого" показания вольтметра 11.

Этому условию соответствуют равенства (б) или (7) в зависимости от положения коммутатора 16 I или II: о42 R<9 =U92 (R „+R«+R2$ l (6)

U42 ®19+В2о) U92 ®1э В.2,), (7) где R 2o — значение сопротивления резистора 20.

Ключ 14 размыкают, коммутатор 16 устанавливают в положение III. Ключ

15 разомкнут, коммутатор 1.7 устанавливают в положение II и омметром 12 измеряют значение. сопротивления 20, Если "нулевые" показания вольтметра

11 были достигнуты при нахождении коммутатора 16 в положении I (было достигнуто равенство (б)), тогда ключ 15 замыкают, коммутатор 17 устанавливают в положение I и омм.тром )2 измеряют сумму сопротивлений 18 и 21.

Решая системы уравнений из выражений (3), (6) и (3), (7) с учетом выражений (1), (2), (4), (5), получа5 !5

Регулировкой сопротивления 21 доI1 II биваются нулевого показания вольтметра 1 1, Этому условию соответствует равенство:

36280

55 ем выражения для определения коэффициента отраженияг

R1î . .бК (8)

18 21 у р (9)

К 19

Выражение (8) используется в том случае, если при втором измерении

11 11 нулевое показание вольтметра 11 было получено при включении коммутатора lá в положение Х, а выражение (9) — при включении коммутатора 16 в положение II.

Результат измерения коэффициента отражения зеркала не зависит ни от величины потока излучения, ни от чувст». вительности и разброса временных характеристик фотоприемников, ни от температурных дрейфов напряжений и токов в их электронньгх узлах, ни от характеристик светоделительной пластины, что повышает точность измерений. формула и э о б р е т е н и я

Устройство для измерения коэффициента отражения зеркала, содержащее оптически связанные между собой источник излучения, светоделительную пластину, оправу для установки зеркала и два фотоприемника, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьшгения точности измерения, в него введены блок уравновешивания сигналов фотоприемников, коммутатор, формирователь импульсов, усилитель-ограничитель1 фильтр, вольтметр, омметр и оптический модулятор, установленный между источником излучения и светоделительной пластиной, при этом первый вход блока уравновешивания сигналов фотоприемников подключен к выходу первого фотоприемника и к управляющему входу формирователя импульсов, второй вход — к выходу второго фотоприемника, первый выход блока уравновешивания сигналов фотоприемников подключен к первому входу омметра, второй выход — к второму входу омметра, а третий выход — к входу усилителя-ограничителя, выход которого подключен к первому входу коммутатора, второй вход которого подключен к шине нулевого потенциала, управляющг111 вход коммутатора подключен к выходу формирователя импульсов, а вьгход. коммутатора через фильтр подключен к вольтметру.

1 3б280

Составитель К, Маколкин

Редактор К, Крупкина Техред М.Хода ич Корректор )I.Патай

Заказ 104

Тираж 50l

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР I13035, Москва,, Ж-35, Раушская наб., д. 4 5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101