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Pyrometer mit mindestens einem strahlungsempfindlichen Element
Die Erfindung bezieht sich auf ein Pyrometer mit mindestens einem strahlungsempfindlichen Element, das durch eine auftreffende Strahlung seinen Widerstandswert ändert, welche Änderung als Mass für die Intensität der Strahlung bzw. alsMass für die Temperatur des die Strahlung aussendenden Körpers dient, wobei das strahlungsempfindliche Element in einem Brückenzweig einer Wheat'stone-Brücke angeordnet ist.
Die Messung einer Strahlungsintensität durch Messen der Widerstandsänderung eines strahlungsempfindlichen Elementes ist bekannt und in vielen Ausführungsformen praktisch angewendet.
Zur Messung der Widerstandsänderung gibt es zwei verschiedene praktische Methoden. Bei der ersteren wird die Brückenschaltung nach der Widerstandsanderung des strahlungsempfindlichen Elementes, nachdem sie bereits vorher auf Null abgeglichen war, mit Hilfe eines in einem Brückenzweig angeordneten Regelwiderstandes erneut auf Null abgeglichen, wobei die vorzunehmende Änderung des Regelwiderstandes als Mass rr die Widerstandsänderung des strahlungsempfindlichen Elementes dient. Bei der zweiten Methode wird die durch die Widerstandsänderung des strahlungsempfindlichen Elementes verursachte Verstimmung der Brücke z. B. mittels eines Voltmeters gemessen. Die Anzeige des Voltmeters kann hiebei als Mass für die Widerstandsänderung des strahlungsempfindlichen Elementes dienen.
Die zweite Methode weist gegenüber der ersten den Vorteil auf, dass hiebei die Widerstandsänderung direkt auf einer Skala abgelesen werden kann, während bei der ersten Methode ein Regelwiderstand entweder von Hand aus oder automatisch so lange nachgeregelt werden muss, bis die Brückenschaltung wieder abgestimmt ist.
Das erfindungsgemässe Pyrometer i. t dadurch gekennzeichnet, dass das strahlungsempfindliche Element in einem Brückenzweig einer Wheat'stone-Brücke angeordnet ist, welche Brückenschaltung mit Gleichspannung und überlagerter Wechselspannung gespeist wird und bei der der Nullzweig aus der Serienschaltung eines Kondensators und eines auf die Frequenz der Speisewechselspannung abgestimmten Parallelresonanzkreises besteht. Prinzipiell besteht die Möglichkeit, die Brückenschaltung mit Gleichspannung oder mit Wechselspannung zu betreiben. Der Betrieb mit Gleichspannung setzt einen an den Nullzweig anschliessbaren Gleichspannungsverstärker voraus, der das Anzeigeinstrument speist. Diese Mög- lichkeit scheidet wegen der bekannten Schwierigkeiten, die Gleichspannungsverstärker mit sich bringen, aus.
Bei Verwendung von Wechselspannung zur Anspeisung der Brücke kann an den Nullzweig ein Transformator angeschlossen werden, mit dessen Sekundärwicklung ein hochohmiges Anzeigeinstrument, gegebenenfalls über einen Verstärker, verbunden ist. Um aus der Brücke eine möglichst hohe Spannung abnehmen zu können, soll der Nullzweig möglichst wenig belastet werden. Der im Hinblick auf Hochohmig- keit'günstig dimensionierte Resonanztransformator ist für den Anschluss an den Nullzweig um ein Vielfaches zu niederohmig ; dies äussert sich in einer geringen an den Sekundärklemmen abnehmbaren Ausgangspannung.
Die Hochohmigkeit der Brücke wird in erster Linie von den Fotodioden bestimmt ; eine Verkleinerung der Brückenwiderstände (Arbeitswiderstände) bringt wohl eineverringerung desinnenwidei- standes der Brücke mit sich, aber auch eine starke Verminderung der im Nullzweig verfügbaren Ausgangspannung. Zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten wird erfindungsgemäss die Speisung der Brückenschaltung mit Gleichspannung und mit überlagerter Wechselspannung vorgeschlagen, weil durch das Verhältnis von Gleichspannungs- zur Wechselspannungsamplitude der Innenwiderstand der verwendeten Fotodioden bestimmt wird.
Durch die getrennte Einstellmöglichkeit beider Spannungen kann die Brückenschaltung an den im Nullzweig liegenden Resonanztransformator so angepasst werden, dass eine möglichst grosse Ausgangspannung an dessen Sekundärwicklung zur Verfügung steht.
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Die Anordnung eines Parallelresonanzkreises wird erfindungsgemäss vorgesehen, weil die üblichen strahlungsempfindlichen Elemente, z. B. Fotodioden, hochohmige Elemente mit einem Innenwiderstand in der Grössenordnung von 100 Kiloohm sind, wobei der Widerstand der Brückenwiderstände in derselben Grössenordnung liegt. Von dem Nullzweig aus gesehen, stellt demnach die gesamte Anordnung eine Stromquelle mit hohem Innenwiderstand und relativ kleiner Spannung dar, welche, um diese Spannung in ihrer vollen Grösse abnehmen zu können, durch den Nullzweig nicht belastet werden darf. Dies wird durch die Resonanzabstimmung des Parallelresonanzkreises erzielt.
Vorteilhafterweise ist die Induktivität des Parallelresonanzkreises im Nullzweig der Brückenschaltung als Wicklung eines Resonanztransformators ausgebildet, mit dessen Sekundärwicklung ein insbesonders hochohmiges Anzeigegerät gegebenenfalls über einen Verstärker verbunden ist.
Die Verwendung eines Transformators ist deshalb vorteilhaft, weil die Spannung an den Anschlusspunkten des Nullzweiges symmetrisch zum Erdpotential liegt, was die Verwendung eines Anzeigeinstru- mentes mit symmetrischem Eingang bedingen wurde. Mit Hilfe des Transformators wird die symmetrische BrUckenausgangsspannung galvanisch von der eigentlichen Brückenschaltung getrennt ; somit kann ein Anschluss der bekundärwicklung des Transformators mitErdpotential verbunden werden und ein einfaches unsymmetrisches Anzeigeinstrument verwendet werden. Es gibt auch noch andere Methoden um eine symmetrische Spannung unsymmetrisch zu machen, die aber alle in diesem speziellen Falle ungünstig sind.
Der im Nullzweig der Brücke in Serie mit der Primärwicklung des Resonanztransformators liegende Kondensator hat die Aufgabe, das Fliessen eines Gleichstromes über den Nullzweig zu verhindern. Wird die Fotodiode belichtet, so ändert sich sowohl ihr Gleichstromwiderstand als auch ihr Wechselstromwiderstand ; die Änderung ihres Gleichstromwiderstandes bedingt eine Änderung der Gleichspannung, welche an dem mit ihr in Reihe zwischen die Speiseklemmen geschalteten Brackenwiderstand liegt ; als Folge davon ändert sich die Gleichspannung im Nullzweig, was über die gleichstrommässig niederohmige Wicklung des
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diode verschieben würde. Dieser unerwünschte Effekt würde eine starke Verminderung der im Nullzweig verfügbaren Nutzwechselspannung verursachen.
Durch den im Nullzweig erfindungsgemäss vorgesehenen Serienkondensator wird dieserEffekt verhindert und eine etwa 5fach grössere Nutzwechselspannung am Re- sonanztransformator erzielt, als ohne diesen Kondensator. Dieser Kondensator muss eine solche Kapazität besitzen, dass sein Wechselstromwiderstand nur einen Bruchteil des Resonanzwiderstandes des Parallelreso- nanzkreises beträgt.
Als Anzeigeinstrument ist ein solches mit einem möglichst hochohmigen Eingangswiderstand zu verwenden, so dass der Parallelresonanzkreis bzw. der Resonanztransformator möglichst wenig belastet wird.
Hiezu kann auch ein Röhrenvoltmeter Verwendung finden bzw. ein gewöhnliches Anzeigeinstrument unter Zwischenschaltung eines Verstärkers od. dgl.
Bei einer vorteilhaftenAusführungsform desPyrometers nach der Erfindung sind zum Nullabgleich der Brücke, wenn das strahlungsempfindliche Element unbestrahlt ist, ein'oder mehrere Brückenwiderstände regelbar ausgebildet. Es ergibt sich hiebei der Vorteil, dass auf dem z. B. verwendeten Spannungsanzeigegerät die Widerstandsänderung des strahlungsempfindlichenElementes direkt und nicht alsDifferenz zweier Werte abgelesen werden kann.
Hiebei ist zum Abgleich der Brückenschaltung im unbestrahlten Zustand des strahlungsempfindlichen Elementes ein Speisepunkt als Potentiometerabgriff ausgebildet und mindestens ein Brückenwiderstand durch einen einstellbaren Kondensator überbrückt. Die Speisung der Brückenschaltung mit Gleichspannung und Wechselspannung kann vorteilhafterweise liber zwei in Serie geschaltete Potentiometer erfolgen, von denen das eine mit Gleichstrom und das andere mit Wechselstrom gespeist wird.
Die getrennte Einstellmöglichkeit dergleich-und Wechselspannung ist deshalb vorteilhaft, weil durch das Verhältnis von Gleichspannungs-zur Wechselspannungsamplitude der Innenwiderstand der beispielsweise verwendeten Fotodiode bestimmt wird. Da der Temperaturkoettizient der Fotodiode bei Gleichspannungen, die grösser als 3 V sind, einen gleichmässigen Verlaut hat, soll man die Fotodiode möglichst mit die- ser Mindestspannung beaufschlagen. Mit den beiden Potentiometern kann ausserdem der günstigste Arbeitspunkt der gesamten Anordnung eingestellt werden.
Da der Dunkelwiderstand des strahlungsemptindlichen Elementes meistens temperaturabhängig ist, wird zweckmässigerweise in mindestens einem Brückenzweig ein temperaturabhängiger Widerstand angeordnet, welcher die Temperaturabhängigkeit dieses Dunkelwiderstandes ausgleicht.
Eine vorteilhaite Ausführungsform des errindungsgemässen Pyrometers ergibt sich, wenn in dem Brükkenzweig, welcher mit dem das strahlungsemptindliche Element enthaltenden Brückenzweig einen gemeinsamen Speisepunkt besitzt, ein zweites gleichartiges strahlungsempfindliches Element angeordnet
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wird, welches dauernd unbelichtet bleibt und zum Ausgleich der Temperaturabhängigkeit des Dunkelwiderstandes des ersten strahlungsempiindlichen Elementes dient.
Falls der Widerstands-Temperaturverlauf der beiden strahlungsempfindlichen Elemente nicht übereinstimmt, wird zweckmässig noch ein tempera- turabhängiger Widerstand in einem der Brückenzweig angeordnet ; hiebei werden die beiden strahlungsempfindlichen Elemente vorteilhaft räumlich nahe nebeneinander angeordnet, damit sie dieselbe Umgebungstemperatur und damit auch denselben Dunkelwiderstand annehmen. Vorteilhafterweise wird dies bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dadurch erreicht, dass die beiden strahlungsemptindllchen Elemente in einen Metallklotz eingebettet werden, welcher gegebenenfalls mit dem Kuhlgefäss des Messkopfes in gut wärmeleitender Verbindung steht.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der ein Ausfühnmgsbeispiel der Erfindung dargestellt ist.
In der Zeichnung wird eine Ausführungsform dargestellt, bei der zwei Fotodioden 1 und 2 verwendet werden, wobei die Diode 1 als Kompensationsdiode und die Diode 2 als Messdiode dient.
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Serie zur Messdiode 2, wobei diese beiden Widerstände 3, 4 mit einem Potentiometer 5 verbunden sind, dessen Abgriff der Speisepunkt D ist, während der andere Speisepunkt C der Verbindungspunkt der beiden Dioden 1 und 2 ist. Der in der Messdiagonale A-B liegende Nullzweig besteht aus einem Trennkondensator 6, der in Serie zu einem aus einem Kondensator 7 und der Primärwicklung 8 des Resonanztransfbrma- tors 9 bestehenden Parallelresonanzkrelses liegt. Der Parallelresonanzkreis 7,8 ist auf die Frequenz der Speisewechselspannung abgestimmt, also auf die Frequenz des Oszillators 15.
Durch diese Resonanzabstimmung des Transformators 9 wird eine geringere Belastung der Brückenschaltung durch den Nullzweig A-B erreicht. Wenn z. B. die Primärwicklung 8 des Transformators 9 eine Induktivität von zirka 2 Henry bei 500 Hz Betriebsfrequenz besitzt, so beträgt die Impedanz Z= 2. 3, 14. f. L = 6. 3 Kiloohm.
Bringt man die Primärwicklung 8 mit dem Kondensator 7 in Resonanz, so erhöht sich die Impedanz um den Faktor. Dieser Gütefaktor Q ist bei diesem Ausführungsbeispiel gleich 15, Z ist demnach 6, 3. 15 = 95Kiloohm. Durch diese 15mal höhere Impedanz wird die an der Sekundärseite verfügbare Aus- gangsspannung ebenfalls vervielfacht. An die Sekundärwicklung 10 des Resonanztransformators 9 ist ein Spannungsanzeigegerät 11 angeschlossen. Dieses Spannungsanzeigegerät 11 kann so eingestellt und geeicht sein, dass es direkt die Widerstandsänderung der Messdiode 2 anzeigt.
Gegebenenfalls kann es eine Skala aufweisen, welche direkt die Strahlungsintensität der auf die Messdiode 2 auftreffenden Strahlung bzw. die Temperatur des die Strahlung aussendende Körpers abzulesen gestattet. Die Speisung der Brückenschaltung erfolgt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel über zwei Potentiometer 12 und 13, wobei das Potentiometer 12 von einer Gleichspannungsquelle 14 gespeist wird, während das Potentiometer 13 von einer Wechselspannungsquelle 15. z. B. einem Oszillator, über einen Transformator 16 gespeist wird. Der mit der Minusklemme der Gleichspannungsquelle verbundene Speisepunkt D ist hiebei auf Erde gelegt, Mittels der Potentiometer 12 und 13 kann der günstigste Arbeitspunkt der Fotodioden eingestellt werden.
Zur Abstimmung der Brückenschaltung im unbestrahlten Zustand der Messdiode 2 dient einerseits das Potentiometer 5, mit dem ein Amplitudenabgleich durchgeführt werden kann, während anderseits zum Phasenabgleich ein einstellbarer Kondensator 17 dient, welcher parallel zur Kompensationsdiode 1 geschaltet ist.
Die Kompensationsdiode 1 kann gegebenenfalls auch durch einen Festwiderstand ersetzt werden, welcher derart gewählt wird, dass die Brücke bei unbestrahlter Messdiode 2 abgeglichen ist, also z. B. bei gleichen Brückenwiderständen 3 und 4 gleich dem Dunkelwiderstand der Messdiode 2. Da jedoch dieser Dunkelwiderstand der Messdiode 2 temperaturabhängig ist. u. zw. bei einer Fotodiode im allgemeinen mit negativem Temperaturkoeffizient, wird in dem Brückenzweig A-D ein NTC-Widerstand angeordnet, welcher die Temperaturabhängigkeit des Dunkelwiderstandes der Messdiode 2 kompensiert.
Dieselbe Kompensationswirkung kann auch wie dargestellt durch die Anordnung der Kompensationsdiode 1 in dem Brückenzweig C-B erzielt werden, wobei jedoch, falls der Widerstandstemperaturverlauf dieser beiden Fotodioden 1 und 2 nicht genau gleich ist, eventuell auch ein NTC-Widerstand 18 in einem Brückenzweig angeordnet werden muss, wobei der Brückenzweig, in welchem der NTC-Widerstand 18 angeordnet werden muss, vondenTemperaturwiderstandskennlinien der beiden Fotodioden 1 und 2 abhängig ist.
Um dieKompensationswirkung der Diode 1 möglichst gut zur Wirkung zu bringen, ist es zweckmässig, die beiden Dioden 1 und 2 nahe nebeneinander und gegebenenfalls, wie bereits ausgeführt, in einem Metallklotz anzuordnen, damit sie möglichst immer die gleiche Temperatur annehmen. Gegebenenfalls kann, um grössere Temperaturschwankungen des ganzen Metallblockes zu vermeiden, dieser mit der eventuell vorhandenen Kühlung des Pyrometer-Messkopfes wärmeleitend verbunden sein. In diesem Falle ist es
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zweckmässig, die beiden Dioden getrennt von der Brückenschaltung im Messkopf des Pyrometers anzuordnen und diese über Leitungen mit der Brückenschaltung zu verbinden, wobei z. B. drei Leitungen notwendig sind, welche mit den Punkten A, B und C verbunden werden müssen.
Es ist ersichtlich, dass die Erfindung keineswegs auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, da Abänderungen der dargestellten Schaltung ohne weiteres möglich sind, ohne dass der Rahmen der Erfindung verlassen wird.
PATENT ANSPRÜCHE :
1. Pyrometer mit mindestens einem strahlungsempfindlichen Element, das durch eine auftreffende Strahlung seinen Widerstandswert ändert, welche Änderung als Mass für die Intensität der Strahlung bzw. als Mass für die Temperatur des die Strahlung aussendenden Körpers dient, wobei das strahlungsempfindlicheElement in einemBrückenzweig einer Wheat'stone-Brücke angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Brückenschaltung mit Gleichspannung und überlagerter Wechselspannung gespeist wird und dass der Null-Zweig aus der Serienschaltung eines Kondensators und eines auf die Frequenz der Speisewechselspannung abgestimmten Parallelresonanzkreises besteht.
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Pyrometer with at least one radiation-sensitive element
The invention relates to a pyrometer with at least one radiation-sensitive element which changes its resistance value as a result of incident radiation, which change serves as a measure for the intensity of the radiation or as a measure for the temperature of the body emitting the radiation, the radiation-sensitive element in one Bridge branch of a Wheat'stone bridge is arranged.
The measurement of a radiation intensity by measuring the change in resistance of a radiation-sensitive element is known and used in practice in many embodiments.
There are two different practical methods of measuring the change in resistance. In the former, after the resistance change of the radiation-sensitive element, the bridge circuit is adjusted to zero again with the help of a variable resistor arranged in a bridge branch after the resistance change of the radiation-sensitive element, after which the change in resistance to be made serves as a measure of the resistance change of the radiation-sensitive element . In the second method, the detuning of the bridge caused by the change in resistance of the radiation-sensitive element z. B. measured by means of a voltmeter. The voltmeter display can serve as a measure of the change in resistance of the radiation-sensitive element.
The second method has the advantage over the first that the change in resistance can be read off directly on a scale, while with the first method a rheostat has to be readjusted either manually or automatically until the bridge circuit is tuned again.
The pyrometer according to the invention i. t characterized in that the radiation-sensitive element is arranged in a bridge branch of a Wheat'stone bridge, which bridge circuit is fed with direct voltage and superimposed alternating voltage and in which the zero branch consists of the series connection of a capacitor and a parallel resonance circuit tuned to the frequency of the alternating voltage supply. In principle it is possible to operate the bridge circuit with direct voltage or with alternating voltage. Operation with DC voltage requires a DC voltage amplifier that can be connected to the neutral branch and that feeds the display instrument. This possibility is ruled out because of the known difficulties that DC voltage amplifiers bring with them.
If alternating voltage is used to feed the bridge, a transformer can be connected to the neutral branch, with the secondary winding of which a high-resistance display instrument is connected, possibly via an amplifier. In order to be able to take as high a voltage as possible from the bridge, the zero branch should be loaded as little as possible. The resonance transformer, which is dimensioned favorably with regard to high resistance, has a multiple too low resistance for connection to the zero branch; this manifests itself in a low output voltage that can be removed from the secondary terminals.
The high resistance of the bridge is primarily determined by the photodiodes; A reduction in the bridge resistances (working resistances) probably results in a reduction in the internal width of the bridge, but also in a strong reduction in the output voltage available in the zero branch. To eliminate these difficulties, the invention proposes to feed the bridge circuit with direct voltage and with superimposed alternating voltage, because the internal resistance of the photodiodes used is determined by the ratio of direct voltage to alternating voltage amplitude.
As the two voltages can be set separately, the bridge circuit can be adapted to the resonance transformer located in the neutral branch in such a way that the greatest possible output voltage is available on its secondary winding.
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The arrangement of a parallel resonance circuit is provided according to the invention because the usual radiation-sensitive elements, e.g. B. photodiodes are high-resistance elements with an internal resistance in the order of magnitude of 100 kilohms, the resistance of the bridge resistors being in the same order of magnitude. Seen from the zero branch, the entire arrangement accordingly represents a current source with high internal resistance and relatively low voltage, which, in order to be able to reduce this voltage in its full size, must not be loaded by the zero branch. This is achieved through the resonance tuning of the parallel resonance circuit.
The inductance of the parallel resonance circuit in the zero branch of the bridge circuit is advantageously designed as the winding of a resonance transformer, to the secondary winding of which a particularly high-resistance display device is optionally connected via an amplifier.
The use of a transformer is advantageous because the voltage at the connection points of the zero branch is symmetrical to the earth potential, which would require the use of a display instrument with a symmetrical input. With the help of the transformer, the symmetrical bridge output voltage is galvanically isolated from the actual bridge circuit; Thus, one connection of the secondary winding of the transformer can be connected to earth potential and a simple asymmetrical display instrument can be used. There are also other methods of making a symmetrical voltage unbalanced, but all of them are unfavorable in this particular case.
The capacitor in series with the primary winding of the resonance transformer in the neutral arm of the bridge has the task of preventing a direct current from flowing through the neutral arm. If the photodiode is exposed, both its direct current resistance and its alternating current resistance change; the change in its direct current resistance causes a change in the direct voltage which is applied to the Bracken resistance connected in series with it between the supply terminals; As a result, the DC voltage changes in the zero branch, which is reflected in the low-resistance DC winding of the
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diode would move. This undesirable effect would cause a strong reduction in the useful AC voltage available in the zero branch.
This effect is prevented by the series capacitor provided in the zero branch according to the invention and a useful alternating voltage that is approximately 5 times greater is achieved at the resonance transformer than without this capacitor. This capacitor must have such a capacity that its alternating current resistance is only a fraction of the resonance resistance of the parallel resonance circuit.
A display instrument with the highest possible input resistance should be used, so that the parallel resonance circuit or the resonance transformer is loaded as little as possible.
A tube voltmeter can also be used for this purpose or a conventional display instrument with an amplifier or the like.
In an advantageous embodiment of the pyrometer according to the invention, one or more bridge resistors are designed to be adjustable for zeroing the bridge when the radiation-sensitive element is not irradiated. This has the advantage that on the z. B. used voltage indicator the change in resistance of the radiation-sensitive element can be read directly and not as a difference between two values.
To adjust the bridge circuit in the non-irradiated state of the radiation-sensitive element, a feed point is designed as a potentiometer tap and at least one bridge resistor is bridged by an adjustable capacitor. The supply of the bridge circuit with direct voltage and alternating voltage can advantageously take place via two potentiometers connected in series, one of which is supplied with direct current and the other with alternating current.
The ability to set the DC and AC voltages separately is advantageous because the internal resistance of the photodiode used, for example, is determined by the ratio of the DC voltage to the AC voltage amplitude. Since the temperature coefficient of the photodiode has a steady state at direct voltages that are greater than 3 V, this minimum voltage should be applied to the photodiode as far as possible. The two potentiometers can also be used to set the most favorable operating point for the entire arrangement.
Since the dark resistance of the radiation-sensitive element is mostly temperature-dependent, a temperature-dependent resistor is expediently arranged in at least one bridge branch, which compensates for the temperature dependence of this dark resistance.
An advantageous embodiment of the pyrometer according to the invention results if a second, similar radiation-sensitive element is arranged in the bridge branch which has a common feed point with the bridge branch containing the radiation-sensitive element
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which remains permanently unexposed and serves to compensate for the temperature dependence of the dark resistance of the first radiation-sensitive element.
If the resistance-temperature curve of the two radiation-sensitive elements does not match, a temperature-dependent resistor is expediently arranged in one of the bridge branches; The two radiation-sensitive elements are advantageously arranged spatially close to one another so that they assume the same ambient temperature and thus also the same dark resistance. This is advantageously achieved in a further embodiment of the invention in that the two radiation-emptying elements are embedded in a metal block, which is possibly in good heat-conducting connection with the cooling vessel of the measuring head.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, in which an exemplary embodiment of the invention is shown.
The drawing shows an embodiment in which two photodiodes 1 and 2 are used, with diode 1 serving as a compensation diode and diode 2 as a measuring diode.
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Series to the measuring diode 2, these two resistors 3, 4 being connected to a potentiometer 5, the tap of which is the feed point D, while the other feed point C is the connection point of the two diodes 1 and 2. The zero branch located in the measurement diagonal A-B consists of an isolating capacitor 6, which is in series with a parallel resonance circuit consisting of a capacitor 7 and the primary winding 8 of the resonance transformer 9. The parallel resonance circuit 7, 8 is matched to the frequency of the AC supply voltage, that is to say to the frequency of the oscillator 15.
This resonance tuning of the transformer 9 results in a lower load on the bridge circuit through the zero branch A-B. If z. For example, if the primary winding 8 of the transformer 9 has an inductance of approximately 2 henry at an operating frequency of 500 Hz, the impedance is Z = 2. 3, 14. f. L = 6.3 kilohms.
If the primary winding 8 is brought into resonance with the capacitor 7, the impedance increases by the factor. In this exemplary embodiment, this quality factor Q is equal to 15, and Z is accordingly 6.3. 15 = 95 kilohms. This 15 times higher impedance also multiplies the output voltage available on the secondary side. A voltage display device 11 is connected to the secondary winding 10 of the resonance transformer 9. This voltage display device 11 can be set and calibrated in such a way that it directly displays the change in resistance of the measuring diode 2.
If necessary, it can have a scale which allows the radiation intensity of the radiation impinging on the measuring diode 2 or the temperature of the body emitting the radiation to be read off directly. The bridge circuit is fed in the illustrated embodiment via two potentiometers 12 and 13, the potentiometer 12 being fed by a DC voltage source 14, while the potentiometer 13 is fed by an AC voltage source 15. B. an oscillator is fed via a transformer 16. The feed point D connected to the negative terminal of the DC voltage source is connected to earth, the most favorable working point of the photodiodes can be set by means of the potentiometers 12 and 13.
To tune the bridge circuit in the non-irradiated state of the measuring diode 2, on the one hand, the potentiometer 5, with which an amplitude adjustment can be carried out, while, on the other hand, an adjustable capacitor 17, which is connected in parallel to the compensation diode 1, is used for phase adjustment.
The compensation diode 1 can optionally also be replaced by a fixed resistor, which is selected such that the bridge is balanced when the measuring diode 2 is not irradiated, ie z. B. with the same bridge resistances 3 and 4 equal to the dark resistance of the measuring diode 2. However, since this dark resistance of the measuring diode 2 is temperature-dependent. u. In the case of a photodiode generally with a negative temperature coefficient, an NTC resistor is arranged in the bridge branch A-D, which compensates for the temperature dependence of the dark resistance of the measuring diode 2.
The same compensation effect can also be achieved as shown by the arrangement of the compensation diode 1 in the bridge branch CB, but if the resistance temperature curve of these two photodiodes 1 and 2 is not exactly the same, an NTC resistor 18 may also have to be arranged in a bridge branch, the branch of the bridge in which the NTC resistor 18 must be arranged depends on the temperature resistance characteristics of the two photodiodes 1 and 2.
In order to bring the compensation effect of the diode 1 to effect as well as possible, it is advisable to arrange the two diodes 1 and 2 close to one another and, if necessary, as already stated, in a metal block so that they always assume the same temperature as possible. If necessary, in order to avoid major temperature fluctuations in the entire metal block, it can be connected in a thermally conductive manner to the cooling of the pyrometer measuring head that may be present. In this case it is
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It is expedient to arrange the two diodes separately from the bridge circuit in the measuring head of the pyrometer and to connect them to the bridge circuit via lines. B. three lines are necessary, which must be connected to points A, B and C.
It can be seen that the invention is in no way limited to the illustrated embodiment, since modifications to the illustrated circuit are readily possible without departing from the scope of the invention.
PATENT CLAIMS:
1. Pyrometer with at least one radiation-sensitive element that changes its resistance value as a result of incident radiation, which change serves as a measure of the intensity of the radiation or as a measure of the temperature of the body emitting the radiation, the radiation-sensitive element in a bridge branch of a Wheat'stone -Bridge is arranged, characterized in that the bridge circuit is fed with direct voltage and superimposed alternating voltage and that the zero branch consists of the series connection of a capacitor and a parallel resonant circuit tuned to the frequency of the alternating voltage supply.