CZ281186B6 - Zapojení k vyhodnocení proudu fotodiody v pyrometru - Google Patents

Abstract

Zapojení je tvořeno integrátorem (3) připojeným výstupní svorkou (31) na neinvertující svorku (43) komparátoru (4) a invertující svorku (52) komparátoru (5), přičemž mezi invertující svorku (32) a výstupní svorku (31) integrátoru (3) je připojen integrační kondenzátor C.sub.int .n.a k němu jsou paralelně připojeny svorky (21, 22) elektronického spínače (2), jehož řídicí vstup (23) je připojen k výstupu (71) obvodu (7) řízení integrace, který je vstupem (72) připojen k výstupu (82) řídicího mikropočítače (8) a výstupem (73) je připojen ke vstupu (64) obvodu (6) tvorby časového impulzu připojeného dvojicí vstupů (61, 62) k výstupům (41, 51) a třetím výstupem (63) připojeného ke vstupu (81) řídicího mikropočítače (8), přičemž na invertující vstup (42) komparátoru (4) je přivedeno referenční napětí U.sub.ref 1 .n.a na neinvertující vstup (53) komparátoru (5) je přivedeno referenční napětí U.sub.ref 2 .n.ze svorky (11) obvodu (1) kompenzace pracovní teploty hlavice. Zapoŕ

Description

Vynález řeší zapojení k vyhodnoceni proudu fotodiody v pyrometru pro měření teploty, zejména tavenin.

V současně používaných zapojeních je proud fotodiody snímající radiační záření tepelného zdroje po zesílení převeden A/D převodníkem do digitální formy pro zpracování počítačem. Měronosnými veličinami mezi zesilovačem signálu a A/D převodníkem jsou bučí stejnosměrné napětí, nebo proud. Při tomto způsobu vyhodnocování je zapotřebí A/D převodník a při přenosu signálu ze snímací hlavice pyrometru do vyhodnocovací jednotky je dána možnost vzniku rušení.

Uvedený nedostatek odstraňuje zapojení k vyhodnocování proudu fotodiody v pyrometru podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že zapojeni je tvořeno integrátorem, připojeným výstupní svorkou na neinvertujicí svorku komparátoru a invertující svorku druhého komparátoru, přičemž mezi invertující svorku a výstupní svorku integrátoru je připojen integrační kondenzátor a k němu jsou paralelně připojeny svorky elektronického spínače, jehož řídicí vstup je připojen k výstupu řídicího mikropočítače a druhým vstupem je obvod řízeni integrace připojen ke vstupu obvodu tvorby časového impulzB, připojeného jeho dvěma vstupy k dvojici výstupů obou komparátoru a třetím výstupem připojeného ke vstupu řídicího mikropočítače, přičemž na invertující vstup jednoho komparátoru je přivedeno referenční napětí U_ref -[_ a na invertující vstup druhého komparátoru je přivedeno referenční napětí U_{ref 2} ze svorky obvodu kompenzace pracovní teploty snímací hlavice pyrometru.

Zapojení podle vynálezu umožňuje převést fotoproud na časový interval, a tím odpadá nutnost použití A/D převodníku. Časový interval je měřen mikropočítačem s rozlišením 16 bitů a měrovou veličinou pro přenos mezi snímací hlavicí a vyhodnocovací jednotkou je délka časového impulzu t, který je nepřímo úměrný fotoproudu If. Mikropočítač mimo to provádí také linearizaci závislosti teploty T = f (I_f) jako funkce fotoproudu. Fotodioda je provozována v režimu nakrátko, kdy je její fotoproud ve velkém rozsahu lineárně závislý na intenzitě snímaného zářivého toku, přičemž fotodioda se chová jako zdroj proudu.

Vynález je na praktickém přikladu provedení znázorněn v připojeném schématu zapojení podle obr. 1. Průběh a velikost referenčních napětí a napětí měřené na svorkách v závislosti na čase jsou znázorněny na obr. 2. Na obr. 1 je vlevo od přerušované čáry znázorněna snímací hlavice pyrometru, vpravo pak vyhodnocovací část.

Měřený fotoproud je přiveden z fotodiody na invertující svorku 32 integrátoru 3.. Výstupní napětí integrátoru 3 je ze svorky 31 přivedeno na svorky 43., 52 komparátorů £, 5. Paralelně k integračnímu kondenzátoru C_int je připojen elektronický spínač 2, který je ovládán obvodem 7 řízení integrace.

Pokud je elektronický spínač 2 rozepnut, probíhá integrace a výstupní napětí integrátoru 3. se mění v rozsahu 0 až - 15 V.

-1CZ 281186 B6

Na svorku 42 komparátoru 4 je přivedeno referenční napětí ^uref i = -9 V a na svorku 53 komparátoru 5 je přivedeno referenč ní napětí U_ref ₂ = -1 V, které je nastaveno obvodem i kompenzace pracovní teploty hlavice, podle její pracovní teploty. V závislosti na pracovní teplotě mění obvod 1 kompenzace pracovní teploty snímací hlavice hodnotu referenčního napětí U_{ref 2}. Výstupní signály komparátoru 4, 5 jsou přes 6 tvorby časového přenáší ze

8, kde j e integrační svorky 61, 62 zavedeny do obvodů impulzu z něhož se impulz ze snímací hlavice svorky 63 na svorku 81 vyhodnocovacího mikropočítače změřena jeho délka a potom mikropočítač 8 vynuluje kondenzátor Cj__nt sepnutím elektronického spínače 2 prostřednictvím obvodu 7 řízení integrace. Během nulování integračního kondenzátoru C^_nt je výstupní svorka 63 obvodu 6 tvorby časového impulzu nastavena na nulovou hodnotu blokovacím signálem ze svorky 73 obvodu 2 řízení integrace. Tím je zamezeno vyslání impulzu do mikropočítače j3 během vybíjení integračního kondenzátoru C£_nt. Po jeho vybiti je elektronický spínač 2 rozepnut mikropočítačem 8 prostřednictvím obvodu 7 řízení integrace a je zahájeno další měření.

Teplotní závislost fotoproudu na teplotě fotodiody lze přitom částečné kompenzovat změnou referenčního napětí U_ref ₂ v závislosti na pracovní teplotě snímací hlavice pyrometru.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (1)

1. Zapojení k vyhodnocení proudu fotodiody v pyrometru, v yznačujicí se tím, že je tvořeno integrátorem (3), připojeným výstupní svorkou (31) jednak na neinvertujicí svorku (43) komparátoru (4) a jednak na invertujicí svorku (52) komparátoru (5), přičemž mezi invertujíci svorku (32) a výstupní svorku (31) integrátoru (3) je připojen integrační kondenzátor (Cj__nt) a k němu jsou paralelně připojeny svorky (21, 22) elektronického spínače (2), jehož řídicí vstup (23) je připojen k výstupu (71) obvodu (7) řízení integrace, který je vstupem (72) připojen k výstupu (82) řídicího mikropočítače (8) a výstupem (73) je připojen ke vstupu (64) obvodu (6) tvorby časového impulzu, připojeného dvojicí vstupů (61, 62) jednotlivě k výstupům (41, 51) komparátorů (4, 5) a třetím výstupem (63) připojeného ke vstupu (81) řídicího mikropočítače (8), přičemž na invertujíci vstup (42) komparátoru (4) je přivedeno referenční napětí U_{ref Σ} a na neinvertujíci vstup (53) komparátoru (5) je přivedeno referenční napětí U_{ref 2} ze svorky (11) obvodu (1) kompenzace pracovní teploty hlavice.