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PATENTANSPROCHE
1. Solarimeter, bei dem ein Ladekondensator (3) in Reihe mit einem der Sonnenstrahlung (2) auszusetzenden Umsetzer (1), der einen der Strahlungsintensität praktisch proportionalen Strom liefert, an eine Gleichspannungsquelle (4) angeschlossen ist und beim Erreichen einer bestimmten Ladespannung jeweils durch einen parallel zum Ladekondensator (3) geschalteten, elektronischen, steuerbaren Schalter (5) entladen wird, gekennzeichnet durch einen Analog-Digital-Schalter (12) mit zwei Eingängen (11, 13), deren erster (11) mit dem Ladekondensator (3) und deren zweiter (13) mit einer stabilisierten Gleichspannungsquelle (14-17) verbunden ist, eine Schaltung (21,22) zur Drehung des Ausgangsimpulses des Analog-Digital-Schalters (12), um den parallel zum Ladekondensator (3) geschalteten, elektronischen,
steuerbaren Schalter (5) durch das gedehn- te Ausgangssignal des Analog-Digital-Schalters (12) zu steuern wobei dem leitenden Zustand des parallel zum Ladekondensator (3) geschalteten Schalters (5) der Zustand des Analog-Digital-Schalters (12) zugeordnet ist, in dem die Spannung am ersten Eingang (11) grösser als die am zweiten Eingang (13) ist, einen mit dem Ausgang (18) des Analog-Digital-Schalters (12) verbundenen Zähler (6) mit einer Anzeigevorrichtung (8) für die gezählten, je einer bestimmten Energie entsprechenden Impulse und/oder einem Zählratenmesser (7) mit einer Anzeigevorrichtung (8) für die jeweilige, der Strahlungsleistung entspre chende Zählrate.
2. Solarimeter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Ausgang (18) des Analog-Digital-Schalters (12) und den Steuereingang (B) des elektronischen Schalters (5 ein verstärkendes Glied (19) geschaltet ist.
3. Solarimeter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung zum Drehen der Ausgangsimpulse des Analog-Digital-Schalters (12) einen Widerstand (22), der zwischen den Ladekondensator (3) und den ersten Eingang (11? des Analog-Digital-Schalters (12) geschaltet ist, und einen Kon densator (21) aufweist, der zwischen den ersten Eingang (11) des Analog-Digital-Schalters (12) und dessen Ausgang (18) oder den Ausgang eines auf diesen (12, 18) folgenden, verstärkenden Gliedes (19) geschaltet ist, und dass die Zeitkonstante des aus dem Widerstand (22) und dem Kondensator (21) bestehenden RC-Gliedes vernachlässigbar klein gegenüber der Lade zeit des Ladekondensators (3) am oberen Ende des Messbereiches und die Kapazität des Kondensators (21) vernachlässigbar klein gegenüber der des Ladekondensators (3) ist.
4. Solarimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Ausgang (18) des Analog Digital-Schalters (12) oder eines auf diesen (12, 18) folgenden, verstärkenden Gliedes (19) und den Zähler (6) und/oder Zählratenmesser (7) ein Zähluntersetzer (23) geschaltet ist.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Solarimeter der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.
Strahlungsmesser dieser Gattung sind beispielsweise aus der DE-OS 2 405 567 und der US-PS 3 917 948 bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Solarimeter der genannten Gattung, das einfach ist, wenig Speisestrom verbraucht und daher mit einer kleinen Batterie über lange Zeit funktionsfähig bleibt, zur Messung der Intensität und/oder Energie der Sonnenstrahlung, vorzugsweise für die Beurteilung der Ergiebigkeit von Sonnenheizungsanlagen in einer bestimmten Gegend, zu schaffen, und dabei insbesondere die Bedingungen für eine zuverlässige Messung zu erfüllen, die darin bestehen, dass die Entladung jeweils bei derselben Spannung ausgelöst und der Ladekondensator jedesmal vollständig bzw. bis auf dieselbe Restspannung entladen wird, vorzugsweise mit kurzer Entladezeit.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. In den Patentansprüchen 2 bis 4 sind besondere Ausführungsarten dieses Gegenstandes umschrieben.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt das vereinfachte Schaltungsschema eines Solarimeters.
Eine Silizium-Fotodiode 1, die der Sonnenstrahlung 2 auszusetzen ist, liegt in Reihe mit einem Ladekondensator 3 an einer Batterie 4. Der durch die Fotodiode 1 fliessende Strom ist der Intensität der Strahlung 2 praktisch proportional, solange die Spannung am Ladekondensator 3 klein im Vergleich zur Spannung der Batterie 4 ist. Wenn die Kondensatorspannung einen bestimmten Betrag erreicht, der diese Bedingung noch erfüllt, wird der Ladekondensator 3 - wie im folgenden ausführlicher beschrieben - durch einen als Transistor 5 ausgeführten, steuerbaren elektronischen Schalter entladen, woraufhin sich der Ladevorgang wiederholt. Bei jedem Entladevorgang wird ein Impuls erzeugt. Jeder dieser Impulse entspricht einer bestimmten Energie der Strahlung 2.
Diese Energie kann durch Einstellung der Spannung, bei der die Entladung des Ladekondensators 3 ausgelöst wird, auf einen bestimmten Bruchteil einer Energieeinheit eingestellt werden. Zur Messung der Strahlungsenergie werden die Impulse über einen (in der Regel) langen Zeitraum von einem Zähler 6 fortlaufend gezählt. Zur Messung der augenblicklichen Strahlungsintensität wird die Zählrate (d.i. die Anzahl Impulse pro Zeiteinheit) in einem Zählratenmesser 7 gemessen. Eine digitale Anzeigevorrichtung 8 zeigt abhängig von der Stellung eines nicht dargestellten Umschalters die auf eine Flächeneinheit der bestrahlten Fläche der Fotodiode 1 bezogene Energie (z.B. in kWh/m2) oder Leistung (z.B.
W/m2) an.
Da die Dauer jeder Ladung des Ladekondensators 3, nicht aber die Dauer der jeweils anschliessenden Entladung von der umgesetzten Strahlungsenergie abhängt, ist die Anzahl der gezählten Impulse nur dann ein Mass der Energie bzw. Leistung, wenn die Entladedauer vernachlässigbar kurz gegenüber der kürzesten Ladedauer ist. Ausserdem muss die Entladung nicht nur jeweils bei derselben Kondensatorspannung ausgelöst, son dem es muss auch jedesmal vollständig oder stets bis auf dieselbe Restspannung entladen werden. Dies wird, wie im folgenden beschrieben, erreicht.
Die Spannung des Ladekondensators 3 (0,5 bis 1 Mikrofarad) liegt an einem ersten Eingang 11 eines Analog-Digital Schalters 12, für den im folgenden die übliche Kurzbezeichnung AD-Schalter verwendet wird. Am zweiten Eingang 13 des AD Schalters 12 liegt eine konstant gehaltene Gleichspannung (Vergleichsspannung U 1,5 Volt), die an einem Abgriff eines parallel zu einer Zenerdiode 14 geschalteten Teilwiderstandes 15 eines Spannungsteilers 15/16 eingestellt ist, der die Batteriespannung (6 Volt) teilt. An dieser Vergleichsspannung U liegt ein Kondensator 17 (1 Mikrofarad). Der AD-Schalter 12 liefert an seinem Ausgang 18 das Signal Eins (+ 6 Volt), wenn die Spannung an seinem ersten Eingang 11 grösser als die Spannung am zweiten Eingang 13 ist, d.h., wenn die Spannung am Ladekondensator 3 die Vergleichsspannung U (+ 1,5 Volt) überschreitet.
Wenn umgekehrt die Spannung am Ladekondensator 3 kleiner als die Vergleichsspannung U ist, ist der Ausgang 18 des AD-Schalters 12 spannungslos (mit dem Minuspol der Batterie 4 verbunden), entsprechend dem Signal Null .
Bei der dargestellten Schaltung ist das im AD-Schalter 12 enthaltene Halbleiterbauelement, welches das Digitalsignal am Ausgang 18 schaltet, nicht mit dem Steuerstrom belastbar, der nötig wäre, um den Transistor 5 so weit auszusteuern, dass seine Kollektor-Emitter-Strecke C-E den geladenen Ladekondensator 3 in einer Zeit entladet, die vernachlässigbar kurz gegenüber der kürzesten Ladezeit (d.i. die Ladezeit am oberen Ende des Messbereiches des Solarimeters) ist. Deshalb ist ein elektronisches Relais, nämlich ein UND-Glied (oder ODER-Glied) 19 vorgesehen, dessen Eingänge miteinander und mit dem Ausgang 18 und dessen Ausgang über einen Widerstand 20 (2,2 Kiloohm) mit der Basis B des Transistors 5 verbunden ist.
Solange die Spannung am Ladekondensator 3 kleiner als die Vergleichsspannung U ist, liefert der Ausgang 18 des AD Schalters 12 das Signal Null , damit hat die Basis B des Transistors 5 das Potential Null, übereinstimmend mit dem Potential des Emitters E. Die Kollektor-Emitter-Strecke C-E des Transistors 5 ist nichtleitend. Der Kondensator 3 wird entsprechend der Intensität der auf die Fotodiode 2 fallenden Sonnenstrahlung 2 aufgeladen. Sobald die Spannung des Ladekondensators 3 den Betrag der Vergleichsspannung U überschreitet, liefert der AD-Schalter 12 am Ausgang 18 das Signal Eins (+ 6 Volt), der Transistor 5 wird leitend und beginnt, den Kondensator 3 zu entladen.
In dem Augenblick, in dem die Spannung am Ladekondensator 3 nun wieder kleiner wird als die Vergleichsspannung U, wechselt der Zustand des Ausgangs 18 des AD Schalters bereits wieder von Eins auf Null , woraufhin der Transistor 5 sperrt. Auf diese Weise kann nur ein sehr kurzer Ausgangsimpuls des AD-Schalters 12 entstehen. Die gleich kurze Zeit, während der die Kollektor-Emitter-Strecke C-E des Transistors 5 in leitfähigem Zustand ist, würde eine vollständige Entladung des Kondensators 3 nicht zuverlässig gewährleisten.
Deshalb ist eine Schaltung zur Dehnung des vom AD-Schalter 12 gelieferten, den Transistor 5 steuernden Impulses vorgesehen.
Zur Impulsdehnung kann ein Impulsdehner zwischen den Ausgang des UND-Tores 19 und die Basis B des Transistors 5 geschaltet werden (nicht dargestellt).
Besonders vorteilhaft ist die dargestellte Schaltung. Bei dieser ist eine vollständige Entladung des Ladekondensators 3 (bis auf die durch den Halbleitereffekt bedingte Restspannung zwischen Kollektor C und Emitter E) dadurch sichergestellt, dass zur Dehnung des Ausgangsimpulses des AD-Schalters 12 der Ausgang des UND-Gliedes 19 über einen Kondensator 21 (20 pF) mit dem AD-Schalter-Eingang 11 verbunden, und zwischen diesen Eingang 11 und den Ladekondensator 3 ein Widerstand 22 (100 Kiloohm) geschaltet ist.
Dieser Widerstand 22 und der Kondensator 21 sind so bemessen, dass die Zeitkonstante des CR-Gliedes 21/22 sowohl vernachlässigbar klein gegenüber der kürzesten Ladezeit des Kondensators 3, (d.i. die Ladezeit am oberen Ende des Messbereiches des Solarimeters) als auch kleiner als die Zeitkonstante ist, die sich aus der Kapazität des Ladekondensators 3 und dem Durchlasswiderstand des Transistors 5 ergibt.
Während der Ladung des Ladekondensators 3 ist der Kondensator 21 in Reihe mit dem Widerstand 22 parallel zum Ladekondensator 3 geschaltet; denn am Ausgang des AD-Schalters 12 und somit auch des UND-Tores 19 ist das Signal Null .
Beide Kondensatoren 3 und 21 werden folglich gemeinsam und wegen der Zeitkonstante des CR-Gliedes 21/22 gleichzeitig aufgeladen. Wenn die Spannung am Ladekondensator 3 so gross wie die Vergleichsspannung U (1,5 Volt) ist, liegt auch am Kondensator 21 eine Spannung gleicher Grösse. Wenn der AD Schalter 12 nun schaltet und das Signal Eins am AD-Schalter-Ausgang 18 und am Ausgang des UND-Gliedes 19 auftritt, herrscht am ersten Eingang 11 des AD-Schalters 12 eine Spannung, die gleich der Summe (7,5 Volt) aus der Spannung am Kondensator 21 (1,5 Volt) und der Signalspannung (6 Volt) am Ausgang des UND-Gliedes 19 ist.
Das Ausgangssignal Eins am Ausgang des UND-Tores 19, das die Kollektor-Emitter Strecke C-E des Transistors in leitendem Zustand hält, wobei der Ladekondensator 3 entladen wird, bleibt nun so lange beste hen, bis der Kondensator 21 durch den Widerstand 22 von der genannten Summenspannung (7,5 Volt) bis auf 0 entladen und auf eine dieser entgegengesetzte Spannung aufgeladen wurde, deren Betrag (4,5 Volt) gleich der Differenz aus der Ausgangs signalspannung (6 Volt) des UND-Gliedes 19 und der Ver gleichsspannung U (1,5 Volt) ist. Erst dann schaltet der AD
Schalter 12 wieder zurück, das Ausgangssignal wird wieder Null , so dass der Transistor 5 wieder gesperrt ist, und der Kondensator 3 wieder geladen wird.
Wegen der genannten Be messung der Zeitkonstanten von 21/22 und 3/C-E ist die Entla dung des Ladekondensators 3 jeweils vollständig und die damit zusammenhängende Zeit zwischen dem Ende einer Ladung und dem Beginn der nächsten Ladung vernachlässigbar.
Der Impulszähler 6, dem ein Zähluntersetzer 23 vorgeschal tet ist, zählt fortlaufend die entsprechend dem Untersetzungs faktor (N/m) herabgesetzte Anzahl der vom AD-Schalter 12 erzeugten Impulse, die je einem Lade- und Entladevorgang am
Kondensator 3 entsprechen. Jeder Ladevorgang entspricht einer bestimmten von der Fotodiode 1 umgesetzten Strahlungsener gie, die u.a. davon abhängt, bei welcher Spannung am Konden sator 3 der Ladevorgang jeweils endet, d.h. die Entladung er folgt. Diese Spannung ist gleich der Vergleichsspannung U am zweiten Eingang 13 des AD-Schalters 12, die durch Verstellen des Abgriffs des Widerstandes 15 eingestellt werden kann. Sie wird so eingestellt, dass jeder Ladevorgang einem bestimmten, ganzzahligen Bruchteil einer auf eine Flächeneinheit der be strahlten Fläche der Fotodiode 1 bezogenen Energieeinheit ent spricht.
Dieser Bruchteil ist so gewählt, dass die digitale, dekadi sche Anzeigevorrichtung 8 z.B. kWh/m2 anzeigt.
Zur Intensitätsmessung wird fortlaufend die Anzahl der je weils während einer vorbestimmten Zeitdauer auftretenden Im pulse gezählt und dekadisch digital angezeigt. Der dazu dienen de Zählratenmesser 7 ist wie ein derart zählender Impulsfre quenzmesser ausgeführt, wobei die Zeitdauer, während der je weils gezählt wird, unter Berücksichtigung der jedem gezählten
Impuls entsprechenden Energie pro Flächeneinheit so gewählt ist, dass die Anzeigevorrichtung 8 z.B. W/m2 anzeigt. Die An zeigevorrichtung 8 wird mittels eines (nicht dargestellten) Um schalters wahlweise vom Zähler 6 oder Zählratenmesser 7 ge steuert, wobei der Zähler 6 während einer Leistungsmessung (Impulsratenmessung) von dieser unbeeinflusst weiter zählt.
Dabei kann der Umschalter mit einem Messbereichschalter kombiniert sein. Der Zählratenmesser 7 ist zweckmässig nur während einer Leistungsmessung aus der Batterie 4 gespeist.
Die Polarität der Halbleiterelemente und entsprechend der
Batterie kann umgekehrt und die Zuordnung der Binärsignale zu den betreffenden Zuständen bzw. Wirkungen kann ver tauscht werden. Ersichtlich notwendig ist jedoch, dass dem Zu stand des AD-Schalters, bei dem die Spannung am Ladekon densator grösser als die Vergleichsspannung ist, der leitende
Zustand des Transistors zugeordnet ist, bei dem dieser den La dekondensator entladet.
Beispielsweise könnte der Ausgang des AD-Schalters span nungsführend sein, wenn die Spannung am Ladekondensator die Vergleichsspannung unterschreitet, wobei dann an Stelle des
UND-Gliedes ein NICKr-Glied (Negator, Inverter) zu verwen den ist.
Dass das UND-Glied (nicht aber das NICHT-Glied der so eben genannten Variante) wegfallen kann, wenn das Binärsignal des AD-Schalters zur Steuerung des Transistors ausreicht, war oben bereits ersichtlich. Dabei ist der Kondensator der Schal tung zur Impulsdehnung statt an den Ausgang des UND-Glie des an den Ausgang des AD-Schalters anzuschliessen.
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PATENT ADDRESS
1. Solarimeter, in which a charging capacitor (3) is connected in series with a converter (1) to be exposed to solar radiation (2), which delivers a current that is practically proportional to the radiation intensity, is connected to a DC voltage source (4) and when a certain charging voltage is reached in each case is discharged by an electronic, controllable switch (5) connected in parallel to the charging capacitor (3), characterized by an analog-digital switch (12) with two inputs (11, 13), the first (11) of which is connected to the charging capacitor (3 ) and the second (13) of which is connected to a stabilized DC voltage source (14-17), a circuit (21, 22) for rotating the output pulse of the analog-digital switch (12), around which the circuit connected in parallel with the charging capacitor (3), electronic
to control controllable switches (5) by the stretched output signal of the analog-digital switch (12), the state of the analog-digital switch (12) being assigned to the conductive state of the switch (5) connected in parallel with the charging capacitor (3) in which the voltage at the first input (11) is greater than that at the second input (13), a counter (6) connected to the output (18) of the analog-digital switch (12) with a display device (8) for the counted pulses corresponding to a certain energy and / or a counting rate meter (7) with a display device (8) for the respective counting rate corresponding to the radiation power.
2. Solarimeter according to claim 1, characterized in that between the output (18) of the analog-digital switch (12) and the control input (B) of the electronic switch (5, a reinforcing member (19) is connected.
3. Solarimeter according to claim 1 or 2, characterized in that the circuit for rotating the output pulses of the analog-digital switch (12) has a resistor (22) between the charging capacitor (3) and the first input (11? Of the analog -Digital switch (12) is connected, and has a capacitor (21) which between the first input (11) of the analog-digital switch (12) and its output (18) or the output of one on this (12th , 18) following, amplifying element (19) is connected, and that the time constant of the RC element consisting of the resistor (22) and the capacitor (21) is negligibly small compared to the charging time of the charging capacitor (3) at the upper end of the measuring range and the capacitance of the capacitor (21) is negligibly small compared to that of the charging capacitor (3).
4. Solarimeter according to one of claims 1 to 3, characterized in that between the output (18) of the analog digital switch (12) or one of these (12, 18) following, reinforcing member (19) and the counter (6 ) and / or counting rate meter (7) a counting reducer (23) is connected.
The invention relates to a solarimeter of the type specified in the preamble of claim 1.
Radiation meters of this type are known, for example, from DE-OS 2 405 567 and US Pat. No. 3,917,948.
The invention has for its object a solarimeter of the type mentioned, which is simple, consumes little power and therefore remains functional for a long time with a small battery, for measuring the intensity and / or energy of solar radiation, preferably for assessing the yield of To create solar heating systems in a certain area, and in particular to meet the conditions for a reliable measurement, which consist in the discharge being triggered at the same voltage and the charging capacitor being discharged completely or to the same residual voltage each time, preferably with a short time Discharge time.
This object is achieved according to the invention by the subject matter of patent claim 1. In the claims 2 to 4 special embodiments of this subject are described.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, which merely shows an exemplary embodiment.
The only figure shows the simplified circuit diagram of a solarimeter.
A silicon photodiode 1, which is to be exposed to solar radiation 2, lies in series with a charging capacitor 3 on a battery 4. The current flowing through the photodiode 1 is practically proportional to the intensity of the radiation 2, as long as the voltage at the charging capacitor 3 is small in comparison to the voltage of the battery 4. When the capacitor voltage reaches a certain amount that still fulfills this condition, the charging capacitor 3 is - as described in more detail below - discharged by a controllable electronic switch designed as transistor 5, whereupon the charging process is repeated. A pulse is generated with each discharge process. Each of these pulses corresponds to a specific energy of radiation 2.
This energy can be adjusted to a specific fraction of an energy unit by adjusting the voltage at which the discharge of the charging capacitor 3 is triggered. To measure the radiation energy, the pulses are counted continuously by a counter 6 over a (generally) long period of time. To measure the instantaneous radiation intensity, the count rate (i.e. the number of pulses per unit of time) is measured in a count rate meter 7. Depending on the position of a switch (not shown), a digital display device 8 shows the energy (e.g. in kWh / m2) or power (e.g. in kWh / m2) related to a unit area of the irradiated area.
W / m2).
Since the duration of each charge of the charging capacitor 3, but not the duration of the subsequent discharge, depends on the radiation energy converted, the number of pulses counted is only a measure of the energy or power if the discharge duration is negligibly short compared to the shortest charging duration. In addition, the discharge must not only be triggered at the same capacitor voltage, but it must also be completely or always discharged to the same residual voltage each time. This is accomplished as described below.
The voltage of the charging capacitor 3 (0.5 to 1 microfarad) is at a first input 11 of an analog-digital switch 12, for which the usual short designation AD switch is used below. At the second input 13 of the AD switch 12 there is a constant DC voltage (reference voltage U 1.5 volts), which is set at a tap of a partial resistor 15 of a voltage divider 15/16 connected in parallel with a Zener diode 14, which detects the battery voltage (6 volts) Splits. A capacitor 17 (1 microfarad) is connected to this comparison voltage U. The AD switch 12 supplies the signal one (+ 6 volts) at its output 18 when the voltage at its first input 11 is greater than the voltage at the second input 13, ie when the voltage at the charging capacitor 3 exceeds the reference voltage U (+ 1.5 volts).
Conversely, if the voltage at the charging capacitor 3 is less than the comparison voltage U, the output 18 of the AD switch 12 is without voltage (connected to the negative pole of the battery 4), corresponding to the signal zero.
In the circuit shown, the semiconductor component contained in the AD switch 12, which switches the digital signal at the output 18, cannot be loaded with the control current which would be necessary to drive the transistor 5 to such an extent that its collector-emitter path CE is the charged one Charging capacitor 3 discharges in a time that is negligibly short compared to the shortest charging time (ie the charging time at the upper end of the measuring range of the solarimeter). An electronic relay, namely an AND gate (or OR gate) 19 is therefore provided, the inputs of which are connected to one another and to the output 18 and the output of which is connected to the base B of the transistor 5 via a resistor 20 (2.2 kilohms) .
As long as the voltage at the charging capacitor 3 is lower than the comparison voltage U, the output 18 of the AD switch 12 supplies the signal zero, so that the base B of the transistor 5 has the potential zero, corresponding to the potential of the emitter E. The collector-emitter Path CE of transistor 5 is not conductive. The capacitor 3 is charged in accordance with the intensity of the solar radiation 2 falling on the photodiode 2. As soon as the voltage of the charging capacitor 3 exceeds the amount of the comparison voltage U, the AD switch 12 delivers the signal one (+ 6 volts) at the output 18, the transistor 5 becomes conductive and begins to discharge the capacitor 3.
At the moment when the voltage at the charging capacitor 3 is again lower than the comparison voltage U, the state of the output 18 of the AD switch already changes from one to zero again, whereupon the transistor 5 blocks. In this way, only a very short output pulse from the AD switch 12 can arise. The equally short time during which the collector-emitter path C-E of the transistor 5 is in the conductive state would not reliably ensure a complete discharge of the capacitor 3.
Therefore, a circuit for stretching the pulse supplied by the AD switch 12 and controlling the transistor 5 is provided.
For pulse stretching, a pulse stretcher can be connected between the output of the AND gate 19 and the base B of the transistor 5 (not shown).
The circuit shown is particularly advantageous. In this case, a complete discharge of the charging capacitor 3 (apart from the residual voltage between the collector C and the emitter E caused by the semiconductor effect) is ensured in that, in order to stretch the output pulse of the AD switch 12, the output of the AND gate 19 is passed through a capacitor 21 ( 20 pF) is connected to the AD switch input 11, and a resistor 22 (100 kilohms) is connected between this input 11 and the charging capacitor 3.
This resistor 22 and the capacitor 21 are dimensioned such that the time constant of the CR element 21/22 is both negligibly small compared to the shortest charging time of the capacitor 3 (ie the charging time at the upper end of the measuring range of the solarimeter) and also smaller than the time constant which results from the capacitance of the charging capacitor 3 and the forward resistance of the transistor 5.
During the charging of the charging capacitor 3, the capacitor 21 is connected in series with the resistor 22 in parallel with the charging capacitor 3; because at the output of the AD switch 12 and thus also of the AND gate 19, the signal is zero.
Both capacitors 3 and 21 are consequently charged together and at the same time because of the time constant of the CR element 21/22. If the voltage across the charging capacitor 3 is as great as the comparison voltage U (1.5 volts), a voltage of the same magnitude is also present across the capacitor 21. If the AD switch 12 now switches and the signal one occurs at the AD switch output 18 and at the output of the AND gate 19, there is a voltage at the first input 11 of the AD switch 12 which is equal to the sum (7.5 volts ) from the voltage on the capacitor 21 (1.5 volts) and the signal voltage (6 volts) at the output of the AND gate 19.
The output signal one at the output of the AND gate 19, which holds the collector-emitter path CE of the transistor in a conductive state, the charging capacitor 3 being discharged, now remains until the capacitor 21 is resisted by the resistor 22 Total voltage (7.5 volts) was discharged to 0 and charged to an opposite voltage, the amount (4.5 volts) equal to the difference between the output signal voltage (6 volts) of the AND gate 19 and the comparison voltage U ( 1.5 volts). Only then does the AD switch
Switch 12 back again, the output signal becomes zero again, so that transistor 5 is blocked again and capacitor 3 is charged again.
Because of the above-mentioned measurement of the time constants of 21/22 and 3 / C-E, the discharge of the charging capacitor 3 is complete in each case and the associated time between the end of a charge and the beginning of the next charge is negligible.
The pulse counter 6, which a counting coaster 23 is upstream, continuously counts the number of pulses generated by the AD switch 12 according to the reduction factor (N / m), each of a charging and discharging process on
Correspond to capacitor 3. Each charging process corresponds to a specific radiation energy implemented by the photodiode 1, which among other things. depends on the voltage at the capacitor 3, the charging process ends, i.e. the discharge follows. This voltage is equal to the comparison voltage U at the second input 13 of the AD switch 12, which can be adjusted by adjusting the tap of the resistor 15. It is set so that each charging process corresponds to a certain integer fraction of an energy unit related to an area unit of the irradiated area of the photodiode 1.
This fraction is chosen so that the digital decadic display device 8 e.g. kWh / m2.
For intensity measurement, the number of pulses occurring during a predetermined period of time is continuously counted and displayed digitally in a decade. The serving de counting meter 7 is designed as such a pulse frequency meter counting, the period of time during which each is counted, taking into account the counted each
Impulse corresponding energy per unit area is selected so that the display device 8 e.g. W / m2 displays. The display device 8 is controlled by means of a (not shown) switch either from the counter 6 or the count rate meter 7, the counter 6 counting uninfluenced during a power measurement (pulse rate measurement).
The changeover switch can be combined with a measuring range switch. The count rate meter 7 is expediently fed from the battery 4 only during a power measurement.
The polarity of the semiconductor elements and corresponding to that
The battery can be reversed and the assignment of the binary signals to the relevant states or effects can be interchanged. However, it is clearly necessary that the state of the AD switch, in which the voltage across the charging capacitor is greater than the reference voltage, is the conductive one
State of the transistor is assigned, in which this discharges the La decapacitor.
For example, the output of the AD switch could be live when the voltage on the charging capacitor falls below the reference voltage, in which case the
AND gate a NICKr gate (negator, inverter) is to be used.
It was already evident above that the AND gate (but not the NOT gate of the variant just mentioned) can be omitted if the binary signal of the AD switch is sufficient to control the transistor. The capacitor of the circuit for pulse stretching is to be connected to the output of the AD switch instead of to the output of the AND gate.