DE1572706C - Lichtimpuls-Photometer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Lichtimpuls-Photometer des impulsförmigen Steuersignals bemessenen Wert

mit einer Lichtquelle zur abwechselnden oder gleich- augenblicklich korrigiert.

"zeitigen Beleuchtung von Bezugsnormalen und unbe- In erner bevorzugten Schaltungsanordnung, die als

kannten Meßobjekten Und mindestens einem licht- lichtempfindliches Hauptelement einen Photomultiplier

empfindlichen Hauptelement zur Feststellung der von 5 mit Dynodenvervielfacherelementen verwendet, wird

den Bezugsnormalen und Meßobjekten auf dieses das lichtempfindliche KöntroHelement mit mindestens

Element geleiteten Lichtimpulse und mit einer Vor- einem Dynodenelement derart gekoppelt, daß die

richtung zur Kompensation unerwünschter AmpJi- augenblickliche .5 Ergiebigkeit- des Dynodenverviel-

tudenschwankungen des von der Lichtquelle ausge- fachers reziprok zur Amplitude des vom Kontroll-

. sandten Lichtes mittels eines Verstärkers mit reziprok 10 element erzeugten impulsförmigen Steuersignals ge-

zur anfallenden Lichtintensität gesteuertem Ver- steuert wird.

Stärkungsgrad. , . ■ Iΐΐ einer zweiten bevorzugten Schaltung besteht das

Bei einem bekannten Photometer dieser Art (USA.- lichtempfindliche KontroHelement aus einem reziprok Patentschrift 2 474 098) wird eine stetige Lichtquelle zum einfallenden Licht variierenden Photowiderstand verwendet, deren Licht im Strahlengang der Meß- 15 und ist in den Lastkreis des lichtempfindlichen Hauptanordnung durch einen Lochscheibenunterbrecher zu elements geschaltet.

Impulsen zerhackt wird. Stetige Lichtquellen weisen In einer weiteren bevorzugten Schaltung ist das nur verhältnismäßig langzeitige Schwankungen der KontroHelement derart an den Gegenkupplungskreis Lichtintensität auf. In dem bekannten Photometer eines dem lichtempfindlichen Hauptelement nachgewerden diese Schwankungen mit Hilfe einer mittelwert- 20 schalteten Verstärkers gekoppelt, daß der Rückkoppbildenden Korrekturschaltung, die eine verhältnis- lungsfaktor proportional zur Amplitude des vom mäßig große Ansprechzeit hat, kompensiert. Kontrollelement erzeugten impulsförmigen Steuer- ■ ~.

Im Gegensatz dazu wurde bei der Verwendung von · signals geändert wird. ' (^C

Blitzlichtlampen als Lichtquellen in Photometern und In einer weiteren vorteilhaften Schaltung für photo-

Colorimetern, wie z. B. gepulsten Xenon-Lichtbogen- 25 metrische Messungen werden die entsprechend den

lampen, festgestellt, daß dabei von Impuls zu. Impuls von der Bezugsnormalen und dem Meßobjekt auf das

eine unerwünschte willkürliche .Amplitudenschwan- lichtempfindliche Hauptelement geleiteten Lichtim-

kung von 1 bis 2% auftritt, die als ein Rauschfehler- pulsen am Ausgang des Hauptelements erzeugten

signal bei der Instrumentenablesung erscheint. Wo impulsförmigen Ausgangssignale selektiv einer ersten

eine gepulste Blitzlichtlampe als Lichtquelle für ein 30 und einer zweiten Verstärkerschaltung zugeführt,

Vergleichs- oder Differenz-Photometer verwendet wird, deren Verstärkungsgrade jeweils nach Maßgabe der

dessen gemessenes Diffcrenzausgangssig:~ul air. Amplituden der durch die entsprechenden Licht-

impulse in dem lichtempfindlichen Kontrollelement

CMeßobjekt t?Bezugsnormai " erzeugten impulsförmigen Steuersignale moduliert ^Bezugsnormai ₃₅ werden. Die Ausgangssignale der beiden Verstärkerdefiniert werden kann, wird besonders festgestellt, schaltungen werden einem differenzbildenden Meßdaß das unerwünschte Rauschsignal, das dem DiITe- wertanzeiger zugeleitet.

renzausgangssignal überlagert ist, ein hohes Signal- Die Kompensation der Amplitudenschwankungen

Rausch-Verhältnis verursacht, das die erreichbare der Lichtimpulse kann bei der photometrischen Mes-

Güte der Übereinstimmung erheblich einschränkt. 40 sung auch auf die Weise durchgeführt werden, daß ein

Beim Zugeständnis einer' erhöhten Ansprechzeit des lichtempfindliches Kontrollelement zur Erzeugung

Instrumentes kann das willkürliche Fehlersignal durch eines der Amplitude des das Meßobjekt beleuchtenden

Verwendung von Integrationsschaltungen oder von Lichtimpulses proportionalen impulsförmigen Steuer-

Filterschaltungen mit großer Zeitkonstante im Ablese- signals und eine Vergleichsschaltung zum Vergleich der (j

kreis stark reduziert werden. Bei vielen Anwendungen 45 Amplitude dieses Steuersignals mit einem vorbestinim-

ist jedoch für Sclinellmessungen eine kurze Ansprech- ten Bezugswert zur Erzeugung eines Differenzsignals

zeit erforderlich, so daß die durch integrierende oder vorgesehen ist. Dieses Differenzsignal wird dazu ver-

mittelwertbildende Schaltungen bewirkte langsamere wendet, den Verstärkungsgrad einer' Schaltung zur

Ansprechzeit nicht geduldet werden kann. Verstärkung der Amplitude des von dem über das

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine 50 Meßobjekt zum lichtempfindlichen Hauptelement

Vorrichtung und Schaltanordnung anzugeben, mit geleiteten Lichtimpulses im Hauptelement erzeugten

welcher der oben beschriebene Ablesefehler, der durch impulsförmigen Ausgangssignals zu steuern. Diese

die Unsicherheit der Amplitude des Lichtimpulses Verstärkungssteuerung erfolgt mit Hilfe einer .zusätz-

verursacht wird, stark, reduziert wird, und zwar ohne üchen Schaltung zur Verstärkungsmodulation gemäß

daß eine Verzögerung oder eine Zunahme der Meßzeit 55 der reziproken Amplitude des Differenzsignals. Das

auftritt. . Verstärkerausgangssignal wird in einem Meßwert-

. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch anzeiger mit dem genannten Bezugswert verglichen,

gelöst, daß ein Teil des von der impulsförmigen Licht- Durch die erfindungsgemäße Kompensationsvor-

quelle ausgesandten Lichtes auf ein lichtempfindliches richtung und -anordnung werden wirkungsvoll stati-

Kontrollelement zur Erzeugung eines zur Amplitude 60 stische Schwankungen der Ausgahgssignale bei Mes-

des Lichtimpulses proportionalen impulsförmigen sungen mit einem Lichtimpuls-Photometer auf einen

Steuersignals abgebildet wird, wobei das lichtempfind- Wert von weniger als 0,2 °/₀ über dem gesamten

liehe Kontrollelement als verstärkungsmodulierendes sichtbaren Spektralbereich reduziert. Dadurch ist es

Steuerelement mit dem lichtempfindlichen Haupt- möglich, genaue colorimetrische Schnellmessungeh

element oder mit nachgeschalteten Verstärkerstufen 65 unter Verwendung von Belichtungszeiten von nur

gekoppelt ist. Dadurch wird die Amplitude des impuls- zwei Mikrosekunden auf belichteten Flächen mit nur

förmigen Ausgangssignals des lichtempfindlichen 0,3 cm Durchmesser durchzuführen.

Hauptelements mit einem reziprok zur Amplitude Im folgenden werden die in der Zeichnung schema-

3 4

tisch dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung entspricht, die von 15 und 16 reflektiert werden,

näher beschrieben. Es zeigt werden vom Verstärker 26 verstärkt und vom Syn-

F i g. 1 ein vereinfachtes elektrooptisches schema- chronschalter 27 selektiv ausgeblendet, so daß ab-

tisches Diagramm eines verbesserten Lichtimpuls- wechselnde Bezugs-Impulssignale auf den Eingang

photometers, 5 der Bezugs-Boxcar-Detektorschaltung 28 und abwech-

F i g. 2 und 2A schematische Diagramme von Licht- selnde Meß-Impulssignale auf den Eingang der Meßimpuls-Kompensationsschaltungen, die mit inverser Boxcar-Detektorschaltung 29 geschaltet werden. Schal-Ergiebigkeitsmodulation einer Dynodengruppe eines ter27 wird synchron mit dem rotierenden optischen Photomultipliers arbeiten, System und den Blitz-Triggerschaltungen betrieben,

F i g. 3 und 3A schematische Diagramme von Licht- io so daß nur die Meßimpulse zum Eingang der Meßimpuls-Kompensationsschaltungen, die die lichtemp- Boxcar-Detektorschaltung 29 und nur die Bezugsfmdlichen Kontrollelemente als variable Lastwider- impulse zum Eingang der Bezugs-Boxcar-Detektorstandskreise für das lichtempfindliche Hauptelement schaltung 28 geliefert werden. Die Boxcar-Detektoren verwenden, arbeiten als Scheitelwertdetektoren, die Ausgangs-

F i g. 4 ein vereinfachtes Diagramm eines gegen- 15 signale liefern, deren Amplituden den Scheitel werten

gekoppelten Verstärkers mit variabler Verstärkung, der kurzzeitigen Eingangsimpulse entsprechen, wobei

bei dem der Gegenkopplungsfaktor durch das licht- die Ausgangssignalpegel während der Pausen zwischen

empfindliche Kontrollelement gesteuert wird, um die den Eingangsimpulsen im wesentlichen konstant ge-

Lichtimpulsamplitude zu kompensieren, halten werden. So wandeln die Boxcar-Schaltungen die

F i g. 5 ein vereinfachtes Diagramm einer Verstär- 20 relativ kurzzeitigen Eingangsimpulse (d. h. <50 \isec)

kungskompensationsschaltung mit aufgeschalteter Zeit- in Impulse, die so breit wie das Reziproke der Folge-

folge, frequenz (d. h. 30 bis 60 Hz) sind. Da solche Schal-

F i g. 6 ein vereinfachtes Diagramm eines Neben- tungen in Fachkreisen wohlbekannt sind, wird eine

Verstärkers mit nach einer Zeitfolge gesteuerter weitere Beschreibung ihrer Arbeitsweise an dieser

variabler Verstärkung zur Verwendung mit der 25 Stelle nicht gegeben.

Schaltung nach F i g. 5. Die jeweiligen Ausgangssignale von 28 und 29 wer-

In F i g. 1 wird ein vereinfachtes Blockschaltbild den über die Verstärker A1 und Al an das Ausgangseines Impulslicht-Photometers gezeigt, das eine ge- instrument 35 angelegt, wie gezeigt, und die Ablesung pulste Xenon-Blitzlampe 10 enthält, die von der des Ausgangsinstruments wird durch Einstellung von Energieversorgung 11 periodisch gezündet wird. Die 30 Potentiometer 36 auf Null abgeglichen, so daß Energieversorgung 11 wird durch Synchronisierimpulse M · ÜBezugsnormai= £Meßobjekt> wobei M gleich dem Reder Synchronisierschaltung 12 getriggert, die durch flexionsvermögen (oder gleich der Durchlässigkeit, je Schließen des Schalters 13 getriggert wird. Schalter 13 nach Erfordernis) des Meßobjektes im Vergleich zum wird entweder mechanisch nockengesteuert oder Bezugsnormal ist.

elektrisch, z. B. über einen Umschalter durch die 35 In der bevorzugten Verwirklichung wird die Lang-

Rotation des Spiegels M3 bestätigt, der im Gehäue 14 zeit-Konstanthaltung der Blitzlichtintensität durch

drehbar gelagert ist, so daß die Lampe 10 bei jeder eine gleichstrommäßige Gegenkopplungsschleife zum

Umdrehung von M3 zweimal gezündet wird, einmal, Dynodenvervielfacher der Photomultiplierröhre 25

um das Bezugsnormal 15 zu beleuchten, und einmal, durchgeführt. Die Schleife umfaßt das Hochspannungs-

um das unbekannte Meßobjekt 16 zu beleuchten. 40 netzgerät 40, das durch das verstärkte Ausgangsfehler-

Wie gezeigt umfaßt das optische System die Linse Ll, signal vom Komparator 41 geregelt wird, das die um die Lichtstrahlen der Lampe 10 zu fokussieren, Differenz zwischen der Bezugsspannung E_Ref und dem die Blende Al, den ersten Oberflächenspiegel Ml, die Ausgangssignal von 28 wie gezeigt darstellt,
zweite Linse L 2 und die Blende A2. Der Lichtbogen Selbstverständlich ist die optische Anordnung, die der Lampe 10 wird auf die Blende A2 abgebildet, wo 45 in Fig. 1 gezeigt wird, lediglich ein Beispiel, und die Strahlen der instabilen Teile des Lichtbogens andere Mittel können verwendet werden, um entweder in der Nähe der Elektroden durch die Blende abge- Meßobjekt und Bezugsnormal gleichzeitig zu beleuchfangen und zurückgehalten werden. Linse L2 ist vor- ten, aber abwechselnd von einem Lichtimpuls zum gesehen, um die Kreisblende A1 auf das Meßobjekt 16 andern zu beobachten oder um Meßobjekt und Bezugsund das Bezugsnormal 15 zu fokussieren. Spiegel M2 5° normal bei abwechselnden Lichtimpulsen abwechselnd ist teildurchlässig zur Strahlaufteilung und kann etwa zu beobachten u. dgl.

8 °/o der Lichtimpulsenergie zu Linse L3 und der Reihe Alle diese Betriebsarten werden als innerhalb der

nach zu den lichtempfindlichen Kontrollelementen 20 beabsichtigten Bedeutung einer abwechselnden Be-

und 21 über den halbdurchlässigen Spiegel M4 leuchtung von Bezugsnormal und unbekanntem Meß-

reflektieren. 55 objekt liegend betrachtet, wie sie der Beschreibung

Die übrige Lichtimpulsenergie wird durch den und den Ansprüchen zugrunde liegt.
Spiegel M2 auf den Spiegel M3 übertragen, der ein Ein bevorzugter Schaltkreis zur Verstärkungsmodu-Paar erste Oberflächenspiegel enthält, die als Einheit lation, der eine Photomultiplierröhre als lichtempfindrotieren, so daß abwechselnde Blitze der Lampe 10 liches Hauptelement verwendet, ist in F i g. 2 gezeigt, veranlaßt werden, das Bezugsnormal 15 und das 60 Eine Silizium-Photodiode mit zwei Sperrschichten Meßobjekt 16 zu beleuchten. Lichtimpulse, die ent- wird als lichtempfindliches Kontrollelement 20 verweder vom Meßobjekt oder vom Bezugsnormal wendet, und Signalimpulse, deren Amplituden proreflektiert werden, werden von der rechts befindlichen portional zu den zur Beleuchtung von Bezugs- und Oberfläche vom Spiegel M3 durch die Linsen L4 und Meßobjekten erzeugten Lichtblitzen sind und die am L5 zum lichtempfindlichen Hauptelement 25 reflek- 65 Potentiometer 45 entstehen, werden an die Dynode tiert, das vorzugsweise eine Photomultiplierröhre ist. Nr. 2 des Photomultipliers über den Abblockkonden-Die Ausgangsimpulssignale des lichtempfindlichen sator 46 und den Potentiometerabgriff wie gezeigt Elementes 25, deren Amplitude den Lichtimpulsen angelegt. Der Abgriff von Potentiometer 45 wird ent-

5 6

sprechend eingestellt, um größtmögliche Herabsetzung des lichtempfindlichen Hauptelementes invers zur

der Schwankungen der Ausgangsamplitude der an Rl Menge des einfallenden Lichtflusses Fl variiert wird,

bei arretiertem optischen System entstehenden Signal- der Lastwiderstand als Rl = KjF₂ definiert werden,

impulse zu erzielen, wobei nur das Bezugsnormal wobei K eine Proportionalitätskonstante ist. Die

periodisch beobachtet wird. ...:..,..-■. 5 Ausgangsspannung E₀ kann dann als

Da die Ergiebigkeit einer einzelnen Dynode in einer E = I Rl= SKF IF
Photomultiplierröhre im wesentlichen linear verläuft, ο ο ι 2
reduziert die Anwendung einer Steuerspannung, deren definiert werden. Damit sieht man, daß die Ausgangs-Höhe sich reziprok zur Blitzlichtintensität ändert, spannung proportional zum Verhältnis von .F₁ zu F₂ wirkungsvoll unerwünschte willkürliche Schwankungen io ist. Wenn der Wert von F₁ als Antwort auf eine Ändeam Ausgang. Unter Verwendung von Lichtintensitäten, rung des Reflexionsvermögens oder der Durchlässigdie einen Ausgangsimpuls von 20 Volt an Rl erzeugen keit des Bezugsnormals oder des Meßobjekts variiert, bei einer negativen Hochspannung von 400 Volt an der so wird sich die Ausgangsspannung E₀ proportional Kathode der Photomultiplierröhre, erzeugt ein Span- dazu ändern. Falls jedoch F₁ und .F₂ zugleich variieren nungsimpuls von 10 bis 15 Volt an Dynode Nr. 2 eine 15 als Ergebnis einer Änderung des von der Blitzlampe Herabsetzung von mehr als fünf zu eins der willkür- abgegebenen Lichtinipulses, so wird E₀ seinen Wert liehen Schwankungen des Ausgangssignals an Rl- nicht ändern, da das Verhältnis von F₁ zu F₂ vermöge

Falls gewünscht können eine oder mehrere andere des verwendeten optischen Systems konstant bleibt.

Dynoden, vorzugsweise diejenigen mit Nr. 2 bis 8, zur Bei Verwendung eines einzelnen lichtempfindlichen

inversen Ergiebigkeitssteuerung durch den Steuerim- 20 Kontrollelementes, wie in F i g. 3 gezeigt, kann leicht

puls verwendet werden, der an Potentiometer 45 er- eine Herabsetzung willkürlicher Schwankungen des

zeugt wird. Geeignete Überbrückungskondensatoren50 Ausgangssignals in der Größenordnung von 4:1 er- s~

werden bequemerweise zwischen die gewünschten reicht werden. Unter Verwendung von zwei lichtemp- \_(

Widerstände des Dynodenspannungsteilers und Masse findlichen Kontrollelementen 20 und 21, die wie in

geschaltet, um solche Dynoden zu isolieren, die nicht 25 Fig. 3A geschaltet sind, können willkürliche Schwan-

von den Kontroll-Steuerimpulsen moduliert werden kungen des Ausgangssignals im Verhältnis 8:1 verrin-

sollen (vgl. F i g. 2 und 2A). gert werden. Die zusätzliche Verbesserung wird der

Da festgestellt wurde, daß der relative Ausgangs- Tatsache zugeschrieben, daß die Zwei-Zellen-Anord-Spektralbereich einer gepulsten Blitzlampe wie der nung die Forderung besser erfüllt, daß der Lastwider-Xenon-Lichtbogenlampe bei kleinen Änderungen der 30 stand RL = KjF₂ ist. Unter optimalen Betriebsbedin-Ausgangsamplitude des Lichtes im wesentlichen kon- gungen wurde der Widerstand der Elemente 20 und 21 stant bleibt, werden die kontrollierenden Steuer- unter Impulsbeleuchtung im Bereich von 3000 bis impulse, die von einem einzelnen lichtempfindlichen 6000 Ohm gemessen. Der Widerstand 55, der einen Kontrollelement 20 erzeugt werden, vorteilhafter- Wert von 9000 Ohm hat, wurde, wie gezeigt, in Reihe weise falls erforderlich dazu verwendet, um zusätzliche 35 zu 21 geschaltet.

Photomultiplierröhren in ihrer Ergiebigkeit zu modu- Es muß bemerkt werden, daß der Lastwiderstand

lieren. Zum Beispiel können mit einem Colorimeter, das zur Erzielung optimaler Kompensation eine Kennlinie

getrennte lichtempfindliche Elemente für jede primäre haben solte, die bei Darstellung des Widerstandes über

Farbe verwendet, die Steuersignale von einem einzelnen der Beleuchtung im doppeltlogarithmischen Maßstab

lichtempfindlichen Kontrollelement dazu verwendet 40 eine Gerade mit der Steigung minus Eins (—1) ist.

werden, um alle drei lichtempfindlichen Elemente In Übereinstimmung mit einer weiteren bevorzugten

gleichzeitig zu steuern. Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird

Ein zweites Steuermittel zur Verstärkungsmodula- die Kompensation durch direkte Modulation des Rücktion, das in Übereinstimmung mit der vorliegenden kopplungsfaktors B in einem Gegenkopplungsverstär- ( Erfindung vorgesehen wird, ist in F i g. 3 und 3A dar- 45 ker wie im vereinfachten Schaltbild nach F i g. 4 gestellt. Bei dieser Ausführungsform wird das licht- durchgeführt. Das lichtempfindliche Kontrollelement empfindliche Kontrollelement 20 direkt in den Last- 20 wird als variabler Rückkopplungswiderstand an den kreis des lichtempfindlichen Hauptelementes 25 A ge- gemeinsamen Punkt von Widerstand Rf und Widerschaltet, um die gewünschte Kompensation zu be- stand Ri angeschlossen. Mit einem Eingangsstrom I₀ wirken. Das lichtempfindliche Hauptelement 25^4 50 vom lichtempfindlichen Hauptelement 25.4 kann die kann eine Photoröhre oder eine Photomultiplierröhre Ausgangsspannung als
sein, und die lichtempfindlichen Kontrollelemente 20 Ri + Rl
und 21 werden so gewählt, daß ihr Widerstand sich ^o ⁼ h Rf " r
im wesentlichen reziprok zum einfallenden Licht- ^l
impuls ändert, dem sie ausgesetzt sind. In dieser Be- 55 definiert werden. Falls Ri < R_L, dann gilt
Ziehung wurde festgestellt, daß Photozellen aus Kad- g_L

miumsulfid und Kadmiumsulfoselenid zufriedenstel- E₀-I₀Rf .

lende Eigenschaften besitzen. ™

Die Wirkungsweise der Kompensation kann wie Aber Rl wird vom Widerstand des lichtempfindlichen folgt erklärt werden. Der Ausgangsstrom I₀ einer 60 Kontrollelementes (Rl = KlF₂) bestimmt, und der Hochvakuum-Photoröhre variiert direkt proportional Eingangsstrom ist I₀ = 5F₁. Daher kann die Ausgangszum Lichtfluß F₁ (Lumen), der auf die Kathode auf- spannung definiert werden als
trifft. Derher gilt I₀ = SF₁, wobei S gleich der Kathodenempfindlichkeit in Ampere pro Lumen ist. Über β _ SKRf _ F₁^
einen großen Teil ihrer jeweiligen Arbeitsbereiche 65 ° Ri F₂'
können sowohl die Vakuum-Photoröhre als auch der

Photomultiplier als Urstromquellen betrachtet werden. Man stellt fest, daß diese Gleichung von derselben

Demnach kann, falls der Ausgangs-Lastwiderstand Rl Form ist wie die oben im Zusammenhang mit der

Claims (6)

1. W . ■ 8

   Beschreibung der F i g. 2sbis 3 angegebene, so daß Während des Betriebs werden die Schalter 51 und

   sich die Möglichkeit ergibt, zusätzliche lichtempfind- 52, die vorzugsweise Festkörperbauelemente sind, liehe Kontrollelemente entweder als Neben- oder als synchron betätigt, wobei die Schließungszeit auf Ein-Reihenschlußelemente in die Rückkopplungssteuerung gang b viel kleiner ist als die auf Eingang α. Sofort einzufügen, um eine genauere inverse Verstärkungs- 5 nachdem jeweils ein Blitz erscheint, wird der Vermodulationscharakteristik zu.erzielen. . ; :. Stärkereingang kurzzeitig auf den KontroU-Steuer-

   In den F i g. 5 und 6 wird eine weitere gemäß der eingang b für eine kurze Zeitdauer (d. h. 40 bis vorliegenden Erfindung vorgesehene Schaltung zur 5(^sec) geschaltet, um die Verstärkung einzustellen; Verstärkungskompensätion gezeigt, worin die Ver- dann wird er auf Eingang α umgeschaltet (lichtempstärkungen der Verstärker für die lichtempfindlichen io findliches Hauptelement) für die übrigbleibende Zeit-Hauptelemente, A1 und Al, über einer aufgeschalteten dauer (d. h. 33 msec), bis der nächste Blitz erscheint.
   Zeitfolge als Basis durch Steuersignale vom lichtemp- Die Ausgangskompensationsschaltungen für ein

   findlichen Kontrollelement20 gesteuert werden. Ein Vergleichsphotometer (wie in Fig. 1 gezeigt), die bevorzugter Nebenverstärker für A1 und A 2 in F i g. 5 ein Paar der verstärkungsgesteuerten Verstärker nach ist in F i g. 6 gezeigt. Der rückgekoppelte Verstärker A 15 F i g. 6 verwenden, sind in F i g. 5 gezeigt, wobei ist angepaßt, um entweder ein Eingangssignal (a) vom gleiche Elemente mit den gleichen Ziffern bezeichnet lichtempfindlichen Hauptelement oder ein Eingangs- sind. Zwei zusätzliche Boxcar-Detektorschaltungen signal (b) vom lichtempfindlichen Kontrollelement 28Af und 29Af sind vorgesehen, um die Kontrollüber einer auf geschalteten Zeitbasis durch Schalter 51 Steuerimpulse vom lichtempfindlichen Element 20 in zu empfangen, der synchron mit Schalter Sl wie an- 20 Kontrollgleichspannungen variabler Höhe umzuwangegeben betätigt wird. Die Verstärkung des rückge- dein, die an die Eingänge b der Schalter S¹I und 52 koppelten Verstärkers A wird durch Änderung des wie gezeigt geliefert werden. Das erforderliche AusLeitwertes oder des Widerstandes (Rfet) des Feld- blenden der abwechselnden Meßobjekt- und Bezugseffekt-Transistors 70 variiert, der den Rückkopplungs- normalimpulse von 20 wird durch Schalter 27Af befaktor B des Verstärkers variiert. Die Verstärkung des 25 sorgt, der synchron mit Schalter 27 betätigt wird.
   Verstärkers ist konstant, solange 52 in der Position α Die Schalter 51-51' und 52-52', vorzugsweise Festist, da die Ladung von C₁ den Leitwert von 70 kon- körperbauelemente, können von der normalerweise stant hält. Wenn Schalter 52 in Position b umgeschal- geschlossenen Position α in Position b zur Verstärtet und die Ladung von C₁ entsprechend der Amplitude kungseinstellung durch Synchronisierimpulse von 12 des kontrollierenden Steuersignals von 20 geändert 30 umgeschaltet werden, die eine Impulsdauer von 40 bis wird, ändert sich der Leitwert von 70 und die Ver- 50 \lsqc haben.

   Stärkung von A entsprechend. Der Feldeffekt-Tränsi- Die Arbeitsweise der Verstärker Al und Al ist die-

   stor hat die gewünschte Eigenschaft, daß bei niedrigen selbe wie die bei F i g. 6 beschriebene, wobei die Spannungen zwischen Quelle und Senke (s- und d-Pol) jeweiligen Ausgänge differentiell mittels des geeichten sein Widerstand im wesentlichen linear ist, so daß der 35 Meßwertanzeigers 35 verglichen werden, um eine Rückkopplungsfaktor B durch Änderung des Leit- Messung des Reflexionsvermögens (oder der Durchwertes von Transistor 70 nach Erde leicht geändert lässigkeit) des Meßobjektes in bezug zu einem bewerden kann. Damit kann, falls A' die Verstärkung kannten Bezugsnormal zu bewerkstelligen,
   des Nebenverstärkers für eine gegebene Eingangsspan- Während die Kompensationsmeßmethode, die durch

   nung E₁ ist, die Ausgangsspannung als E_oa — A' Ei 40 die in F i g. 5 gezeigte Schaltung vorgesehen wird, definiert werden, wenn die Schalter 51 und 52 in vom Standpunkt der Genauigkeit her im allgemeinen Position α sind. Die Verstärkung des rückgekoppelten vorgezogen wird, kann bei tragbaren Anwendungen, Verstärkers kann als A' = IjB definiert werden, wobei bei denen Gewicht und Energieverbrauch wichtige für die in F i g. 6 gezeigte Schaltung Gesichtspunkte sind, die Messung eines unbekannten

   45 Meßobjektes durchgeführt werden, indem man es

   ο __ Rfet einem einzelnen Lichtimpuls aussetzt, und das kom-

   100 kO + RfET pensierte Ausgangssignal E₀ eines einzelnen Verstär

   kers, wie er in F i g. 6 gezeigt wird, kann direkt mit

   ist. Wenn 51 und 52 in Position b sind, wird das ver- einer Bezugsgleichspannung mittels des Meßinstrustärkte Gleichspannungssignal der Kontrollsteuerung 5° mentes 35 verglichen werden, wie es punktiert angemit einer gewünschten Bezugsgleichspannung Er ver- geben ist.

   glichen am Summieranschluß 71, und die vom Ver- Patentansprüche·

   stärker K verstärkte Differenz wird an den Konden-

   sator C₁ angelegt, um je nach Bedarf die Verstärkung 1. Lichtimpuls-Photometer mit einer Lichtquelle

   des Verstärkers A1 (oder Al) zu korrigieren. Der 55 zur abwechselnden oder gleichzeitigen Beleuchtung Rückkopplungsfaktor B wird damit variiert, so daß von Bezugsnormalen und unbekannten Meß-

   E_Ob gezwungen ist, gleich Er zu werden. Die Verstär- Objekten und mindestens einem lichtempfindlichen

   kung kann daher als Hauptelement zur Feststellung der von den Be

   zugsnormalen und Meßobjekten auf dieses EIe-

   j, _ Epb __ Er __ C 60 ment geleiteten Lichtimpulse und mit einer Vor-

   El El El richtung zur Kompensation unerwünschter Am

   plitudenschwankungen des von der Lichtquelle

   definiert werden, wobei El die kontrollierende Steuer- ausgesandten Lichtes mittels eines Verstärkers mit

   spannung und C eine Konstante ist. Am Vorhergehen- reziprok zur anfallenden Lichtintensität gesteuer-

   den sieht man, daß die Verstärkung A' des Nebenver- 65 tem Verstärkungsgrad, dadurch gekennstärkers reziprok zur kontrollierenden Steuerspannung zeichnet, daß ein Teil des von der impuls-

   El geändert wird, deren Amplitude sich mit der Inten- f örmigen Lichtquelle (10) ausgesandten Lichtes

   sität der Blitzlampe ändert. auf ein lichtempfindliches Kontrollelement (20) zur

   Erzeugung eines zur Amplitude des Lichtimpulses proportionalen impulsförmigen Steuersignals abgebildet wird, wobei das lichtempfindliche Kontrollelement (20) als verstärkungsmodulierendes Steuerelement mit dem lichtempfindlichen Hauptelement (25, 25^4) oder mit nachgeschalteten Verstärkerstufen gekoppelt ist.
2. 2. Photometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Hauptelement (25) aus einem Photomultiplier mit Dynoden-Vervielfacherelementen (1 bis 9) besteht und daß das lichtempfindliche Kontrollelement (20) mit mindestens einem Dynodenelement (2) derart gekoppelt ist, daß die augenblickliche Ergiebigkeit des Dynoden-Vervielfachers reziprok zur Amplitude des vom Kontrollelement (20) erzeugten impulsförmigen Steuersignals gesteuert wird (F i g. 2, 2A).
3. 3. Photometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Kontrollelement (20, 21) aus einem reziprok zum einfallenden Licht variierenden Photowiderstand besteht und in den Lastkreis des lichtempfindlichen Hauptelements (24.4) geschaltet ist (F i g. 3, 3 A).
4. 4. Photometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontrollelement (20) derart an den Gegenkopplungskreis eines dem lichtempfindlichen Hauptelement (25.4) nachgeschalteten Verstärkers (A) gekoppelt ist, daß der Rückkopplungsfaktor proportional zur Amplitude des vom Kontrollelement (20) erzeugten impulsförmigen Steuersignals geändert wird (F i g. 4).
5. 5. Photometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die entsprechend den von der Bezugsnormalen (15) und dem Meßobjekt (16) auf das lichtempfindliche Hauptelement (25) geleiteten Lichtimpulsen am Ausgang des Hauptelements erzeugten impulsförmigen Ausgangssignale selektiv einer ersten (.41) und einer zweiten (42) Verstärkerschaltung zugeführt werden, deren Verstärkungsgrade jeweils nach Maßgabe der Amplituden der durch die entsprechenden Lichtimpulse in dem lichtempfindlichen Kontrollelement (20) erzeugten impulsförmigen Steuersignale moduliert werden, und die Ausgangssignale der beiden Verstärkerschaltungen (Al, A2) einem differenzbildenden Meßwertanzeiger (35) zugeleitet werden (F i g. 5).
6. 6. Photometer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

   ein lichtempfindliches Kontrollelement (20) zur Erzeugung eines der Amplitude des das Meßobjekt beleuchtenden Lichtimpulses proportionalen impulsförmigen Steuersignals;
   eine Vergleichsschaltung zum Vergleich der Amplitude des impulsförmigen Steuersignals mit einem vorbestimmten Bezugswert zur Erzeugung eines Differenzsignals zur Verstärkungssteuerung;

   eine Verstärkerschaltung zur Verstärkung der Amplitude des von dem über das Meßobjekt zum lichtempfindlichen Hauptelement geleiteten Lichtimpulses im Hauptelement erzeugten impulsförmigen Ausgangssignals mit einer Schaltung zur Verstärkungsmodulation gemäß der reziproken Amplitude des Differenzsignals zur Verstärkungssteuerung;
   einen Meßwertanzeiger zur Messung der Differenz des Verstärkeruasgangssignals mit dem genannten Bezugswert (F i g. 6).

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen