JPS5942669Y2 - 光源用ランプの輝度特性補償回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は例えば放射温度計、分光光度計、濁度計など
の光源に用いられ、供給電流に応じた輝度の光を放射す
る光源用２７ブにおける周囲温度変化によるランプ輝度
の変動を補償する回路に関する。

放射温度計、分光光度計などにおいては被測定光と計器
内蔵された光源用ランプからの光とを比較平衡させ、そ
の時の光源用ランプに流れる電流値から被測定光の光量
を測定することが行なわれている。

＝般にこのような光源用ランプを用いた比較方式の光測
定装置は第１図に示すようにトランジスタ１１のエミフ
タが光源用ランプ１２の一端に接続され、ランプ１２の
他端が抵抗器１３を通じて接地される。

光源用ランプ１２よりの光Ｐ２と被測定光Ｐ１とが光比
較器１４で比較され、これらの光Ｐ１及びＰ２の光量の
差に応じた電圧が光比較器１４より出力され、その出力
電圧Ｖ□は制御手段を構成するトランジスタ１１０ベー
スに４えられてトランジスタ１１のエミッタ電流が制御
されて、被測定光Ｐ１と光源用２ンプ１２の光Ｐ２との
光量が制御手段により平衡されるようになる。

光源用ランプ１２の光量Ｐ２とランプ１２を流れる電流
工との関係は２７１１２０分光放射束及び光比較器１４
に設けられている光検出器の分光感度によって決まる。

光源用２ンプ１２の放射密度、すなわち輝度は周囲温度
Ｔによっても多少変化する。

すなわち周囲温度Ｔをパラメータとして光源用ランプ１
２の輝度Ｐ２とランプ電流工との関係は第２図に示すよ
うになる。

ここで曲線１５゜１６．１７はそれぞれ周囲温度Ｔａ、
Ｔｂ、Ｔｃの場合であり、温度Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃはその
順に順次低いものとされている。

このようにランプ電流Ｉが小さい柱周囲温度の影響が大
きなものとなっており、温度が低いと同じ輝度を得るに
も大きな２７プ電流Ｉを必要とすることが理解される。

このような光測定装置においては例えば抵抗器１３にお
いてそのランプ電流を検出して、この抵抗器１３におけ
る電圧降下によって被測定量を検出する。

つまり抵抗器１３に流れる電流Ｉはランプ光量Ｐ２と対
応し、２ンプ１２の光量Ｐ２が被測定光量Ｐ１と一致し
ていることが前提となっている。

しかし同一の光量を得るにも周囲温度によってランプ１
２に供給する電流Ｉが変れば、その測定値に誤差を生じ
ることは明らかである。

このため従来はこのような誤差が生じないように２ンプ
１２を恒温槽１８内に入れて常に一定の温度に保ってい
た。

しかし恒温槽１８に対する温度制御用の発熱体の発熱の
他に、光源用ランプ１２自身の発熱が大きく、かつラン
プ電流によって光源用ランプよりの発熱量が変るため、
この恒温槽１８に対する温度制御は非常に難しかった。

又このような恒温槽を使用することは高価になる欠点も
あった。

この考案の目的は恒温槽を使用することなく、比較的簡
単に周囲温度に対する補償をすることができる光源用ラ
ンプの輝度特性補償回路を提供することにある。

即ちランプの輝度はそのランプに供給する電流が大きく
、フイラメ／トの温度と周囲温度との差が大きい場合は
、周囲温度の変化による影響が小さいが、ランプに供給
する電流が小さい場合は周囲温度の変化による影響が大
きい。

従ってランプに供給される２７プ電流が小さい程、大き
な補償をすればよい。

このため例えば光源用ランプ及びその２ンブ電流検出用
抵抗器の接続点と定電流回路との間に感温抵抗素子を接
続する。

この感温抵抗素子が周囲温度に応じた抵抗値を示し、従
って定電圧源から感温抵抗素子を通じてランプ電流検出
用抵抗器に供給される補償電流が温度によって変化して
正しい補償が行なわれる。

この場合その感温抵抗素子としては温度が高くなる程抵
抗値が小さくなる負の温度係数をもつものが使用され、
温度が低い程補償電流が大きくなるようにされる。

このようにして簡単な回路で正して補償を行なうことが
できる。

例えば第３図に第１図と対応する部分に同一符号をつけ
て示すが、この考案においては定電圧源２１が設けられ
る。

定電圧源２１は例えば＝定電圧が与えられた電源端子２
２が抵抗器２３、ンエナダイオード２４を通じて接地さ
れ、このツェナダイオード２４０両端間に一定電圧Ｖ８
が得られる。

光源２７プ１２とその２ノブ電流検出用抵抗器１３との
接続点と、定電圧源２１の出力端子２５、つまり抵抗器
２３及びンエナダイオード２４の接続点との間に周囲温
度により抵抗値が変化する負温度係数の感温抵抗素子２
６が接続される。

定電圧源２１より感温抵抗素子２６を通じて補償電流■
′を電流検出抵抗素子１３に供給する。

この補償電流によって周囲温度の変化による光源ランプ
１２の輝度の変化を補償する。

今、周囲温度が絶対温度でＴ。

ＣＫ）のとき、感温抵抗素子２６の抵抗値をＲ８、感温
抵抗素子２６の定数をＢ［Ｋ−’）、ランプ電流検出用
抵抗器１３の抵抗値をＲとすると、抵抗器１３に供給さ
れる補償電流Ｉ′は次の式で表わされるこの補償電流Ｉ
′に対してランプ電流Ｉが充分大ぎいと（１）式は次の
ように表わせる。

この補償電流■′を温度Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃをバラメータ
としてランプ輝度Ｐ２に対する特性を示すと第４図の曲
線２７，２８．２９のようになる。

補償電流Ｉ′は輝度Ｐ２が大きい程、曲線２７ 、２８
゜２９間の差が小さくなり、輝度Ｐ２が小さい程補償電
流■′の温度による差は大きくなる。

つまりこの特性は第２図に示した特性と逆の特性である
。

従って先の抵抗値ＲＯ％定数Ｂ１抵抗値Ｒ１定電圧Ｖ８
を適当に選ぶことによってそのランプ電流Ｉｏと補償電
流Ｉ′との和と、入力光の輝度Ｐ１との関係特性を第５
図に示すように温度に関係しない曲線とすることができ
る。

例えば入射光量ＰＩｌｊＰ１２に対する光源ランプの光
量をＰ２１ｓＰ２□ とし、その時の温度Ｔａ。

Ｔｂ 、Ｔｃにおけるランプ電流■がそれぞれＩａ、。

Ｉｂ１．Ｉｃ、及びＩａ２．Ｉｂ２ 、Ｉｃ２感温抵抗
素子２６より検出抵抗器１３へ供給される補償電流Ｉ′
はそれぞれＩａ１′、Ｉｂ１′、Ｉｃ１′及び■ａ２′
。

より２′、ＩＣ２′であるとすると、 Ｉａ１＋Ｉａｌ’＝Ｉｂ１ ＋ＩＪ’＝Ｉｃ１ ＋Ｉｃ
ｌ’Ｉａ２＋Ｉａ２’＝＝ Ｉｂ２＋Ｉｂ２’＝Ｉｃ２
＋Ｉｃ２’、、、（３）となるようにＲ６，ＢｊＲ９Ｖ
８を定めればよい。

実際にはこの（３）式の各補償電流Ｉ′を（２）式に代
入してこの（３）式の連立方程式を解いてＲ６，Ｂ、Ｖ
８゜Ｒを計算すればよい。

第３図においては定電圧源２１としてンエナダイオード
及び抵抗器を用いて構成したが、その一部を第６図に示
すように定電圧源２１として電池を用いてもよい。

又第７図に示すように第３図における定電圧源の抵抗器
２３及びンエナダイオード２４の接続点と感温抵抗素子
２６との間に演算増幅器３１を直列に接続して感温抵抗
素子２６に供給する電流を多く供給できるようにするこ
ともできる。

以上述べたようにこの考案による光源用ランプの輝度特
性補償回路によれば、感温抵抗素子と定電圧源とを用い
て光源用ランプの周囲温度による輝度特性の影響を簡単
に補償することができる。

しかも正確な補償であり、かつ安価に構成することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光源用ランプ輝度特性補償回路の補償装
置を示す接続図、第２図は光源用ランプの輝度とランプ
電流との関係を示す曲線図、第３図はこの考案による光
源用ランプの輝度特性補償回路の一例を示す接続図、第
４図は光源用ランプの輝度と補償電流との関係を示す曲
線図、第５図は被測定光量とランプ電流と補償電流との
和との関係を示す曲線図、第６図及び第７図はそれぞれ
定電圧源の他の例を示す接続図である。 １２：光源用う／ブ、１３：ランプ電流検出用抵抗器、
１４：光比較器、２１：定電圧線、２６：感温抵抗素子
。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 被測定光Ｐ１の光量と光源用ランプから発せられる測定
   光Ｐ２の光量とを比較する光比較器と、この光比較器の
   出力信号で駆動され、前記被測定光Ｐ１の光量と前記測
   定光Ｐ２の光量とが平衡するように前記光源用ランプの
   光量を制御する制御手段と、前記光源用ランプに直列接
   続され、前記光源用２／プ電流に対応する電流が流れこ
   れが検出される電流検出用抵抗器と、定電圧を供給する
   定電圧源と、この定電圧源と前記光源用ランプ及び前記
   電流検出用抵抗器の接続点間に接続され、周囲温度によ
   り抵抗値が変化する感温抵抗素子とよりなり前記定電圧
   源から前記感温抵抗素子を通じて前記周囲温度の変化に
   対する補償電流が前記ランプ電流検出用抵抗器に供給さ
   れ、前記光源用ランプの前記周囲温度に対する輝度変化
   を補償するように構成されてなることを特徴とする光源
   用ランプの輝度特性補償回路。