LU87754A1 - BOLOMETER FOR RADIATION MEASUREMENT - Google Patents

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LU87754A1
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Description

BOLOMETERBOLOMETER

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bolometer mit einer der zu messenden Strahlung ausgesetzten Absorberfolie, die thermisch mit einem hochohmigen und temperaturabhängigen Meßwiderstand gekoppelt ist, mit einer Widerstandsmeßbrücke, in der der Meßwiderstand einen Brückenwiderstand bildet, und mit einem Meßkreis für die Brückenspannung, der das Bolometerausgangs-signal liefert.The invention relates to a bolometer with an absorber foil exposed to the radiation to be measured, which is thermally coupled to a high-resistance and temperature-dependent measuring resistor, with a resistance measuring bridge in which the measuring resistor forms a bridge resistor, and with a measuring circuit for the bridge voltage, which is the bolometer output signal delivers.

Solche Bolometer werden für die breitbandige Strahlungsmessung beispielsweise in der Plasmaphysik verwendet. Sie messen integral die auf eine Absorberfolie fallende Strahlungsleistung, indem sie dessen Erwärmung erfassen. Hierzu wird ein tempera-turabhangiger Widerstand thermisch mit der Absorberfolie gekoppelt, und die Veränderung des Widerstandswerts wird in einer Widerstandsmeßbrücke ausgewertet.Such bolometers are used for broadband radiation measurement, for example in plasma physics. They measure the radiant power falling on an absorber film integrally by detecting its heating. For this purpose, a temperature-dependent resistor is thermally coupled to the absorber film, and the change in the resistance value is evaluated in a resistance measuring bridge.

Ein solches Bolometer ist z.B. aus der DE 34 08 724 C2 be-kannt. Wichtig bei derartigen Messungen ist ein hoher Signal-Rausch-Abstand, und zwar auch in einer Umgebung mit hohem Neutronen- oder Gammafluß, mit hohen zeitlich veränderlichen Magnetfeldern und mit zeitveränderlichen Wärmestrahlungsfel-dern.Such a bolometer is e.g. known from DE 34 08 724 C2. What is important in such measurements is a high signal-to-noise ratio, even in an environment with a high neutron or gamma flow, with high time-varying magnetic fields and with time-varying heat radiation fields.

Bei dem bekannten Bolometer haben sich folgende Nachteile herausgesteilt: a) die Nullpunktkorrektur, die durch Addition einer Wechsel-spannung mit zusätzlicher Phasenkorrektur der Meßbrücke er-folgt, ist technisch aufwendig und bestimmt das Rauschen und die Drift des Meßkanals; b) die thermischen Zeitkonstanten X der Absorberfolie, auf der sich der Meßwiderstand befindet, und einer in der Brücke symmetrisch liegenden, aber von der Strahlung nicht getroffenen Referenzfolie mit einem Bezugswiderstand unterscheiden sich um bis zu 10%. Durch Absorption von Neutronen in der Meß-und Referenzfolie entsteht ein Störsignal, das die Höhe des Meßsignals annehmen kann.In the known bolometer, the following disadvantages have emerged: a) the zero point correction, which is achieved by adding an AC voltage with additional phase correction of the measuring bridge, is technically complex and determines the noise and drift of the measuring channel; b) the thermal time constants X of the absorber film, on which the measuring resistor is located, and a reference film with a reference resistance which is symmetrical in the bridge but not hit by the radiation, differ by up to 10%. The absorption of neutrons in the measuring and reference film creates an interference signal that can assume the level of the measuring signal.

Aufgabe der Erfindung ist es also, ein Bolometer der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß sich auf einfache Weise eine Nullpunktkorrektur der Brücke erzielen läßt und daß die unterschiedlichen thermischen Zeitkonstanten der Meß- und Referenzfolie die Meßgenauigkeit deutlich weniger beeinflus-sen.The object of the invention is therefore to improve a bolometer of the type mentioned at the outset in such a way that a zero point correction of the bridge can be achieved in a simple manner and that the different thermal time constants of the measuring and reference film influence the measuring accuracy significantly less.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost, daß zumin-dest dem Meßwiderstand der Brücke eine steuerbare Wärmequelle zugeordnet ist. Durch diese Maßnahme kann gezielt die Tempera-tur der Absorberfolie so verandert werden, daß sich eine Null-punktkorrektor für die zu messende Strahlung ergibt und daß die Zeitkonstanten der Meß- und Referenzfolie einander ange-glichen werden.This object is achieved in that a controllable heat source is at least associated with the measuring resistor of the bridge. This measure allows the temperature of the absorber film to be changed in such a way that there is a zero-point corrector for the radiation to be measured and that the time constants of the measuring and reference films are matched to one another.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gemäß An-spruch 2 wird die Temperatur des Meßwiderstands derjenigen des dazu bezüglich der Speiseanschlüsse der Brücke symmetrischen Brückenwiderstands angeglichen. Vorzugsweise ist die Warme- · quelle ein Heizwiderstand, der thermisch mit dem zugeordneten Brückenwiderstand gekoppelt ist. Man kann aber auch eine Warmes trahlungsquelle , wie z.B. eine UV-Lampe oder eine licht-emittierende Diode oder einen Laserstrahl auf den zugeordneten Brückenwiderstand richten. Schließlich ist es auch möglich, falls das Bolometer im Vakuum betrieben wird, einen Teilchen-strahl, insbesondere einen Elektronenstrahl, auf den zugeordneten Brückenwiderstand zu richten, um diesen gezielt zu er-wärmen.In the preferred embodiment of the invention according to claim 2, the temperature of the measuring resistor is adjusted to that of the bridge resistor which is symmetrical with respect to the supply connections of the bridge. The heat source is preferably a heating resistor which is thermally coupled to the associated bridge resistor. But you can also use a warm radiation source, e.g. point a UV lamp or a light-emitting diode or a laser beam at the assigned bridge resistance. Finally, if the bolometer is operated in a vacuum, it is also possible to direct a particle beam, in particular an electron beam, onto the associated bridge resistance in order to specifically heat it.

Bezüglich von Merkmalen weiterer bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung wird auf die Unteransprüche verwiesen.With regard to features of further preferred embodiments of the invention, reference is made to the subclaims.

Die Erfindung wird nun anhand einiger Ausführungsbeispiele mit Hilfe der Zeichnungen naher erläutert.The invention will now be explained in more detail using some exemplary embodiments with the aid of the drawings.

Figur 1 zeigt das elektrische Schaltbild eines erfindungsgemä-ßen Bolometers mit nur einem Meßwiderstand in thermischer Kopplung mit der der Strahlung unterliegenden Absorberfolie.FIG. 1 shows the electrical circuit diagram of a bolometer according to the invention with only one measuring resistor in thermal coupling with the absorber film which is subject to the radiation.

Figur 2 zeigt ein entsprechendes Schaltbild für den Fall, daß zwei überkreuz einander gegenüberliegende Widerstände der Brücke auf der gemeinsamen Absorberfolie angeordnet sind.FIG. 2 shows a corresponding circuit diagram for the case in which two resistors of the bridge, which cross one another and are arranged opposite one another, are arranged on the common absorber film.

Figur 3 zeigt die Draufsicht auf eine Ausführungsform der Meß-brücke und der zugeordneten Heizwiderstände für das Schaltbild gemäß Figur 2.FIG. 3 shows the top view of an embodiment of the measuring bridge and the associated heating resistors for the circuit diagram according to FIG. 2.

In Figur 1 ist eine Widerstandsmeßbrücke mit vier Widerständen dargestellt, die mit einer sinusförmigen Wechselspannung erd-symmetrisch gespeist wird. Symmetrisch zu den Speiseanschlüs-sen 1 und 2 der Brücke sind im oberen Teil zwei Festwiderstën-de 3 und 4 und im unteren Teil zwei temperaturabhängige Wider-stënde 5 und 6 vorgesehen, von denen der erstere der Meßwider-stand 5 und der letztere ein Bezugswiderstand 6 ist. Der Meß-widerstand 5 ist thermisch mit einer Absorberfolie (nicht dargestellt) gekoppelt, auf die die zu messende Strahlung auftrifft, während der Bezugswiderstand 6, der ebenfalls mit einer identischen Folie thermisch gekoppelt ist, dieser Strahlung entzogen ist. In der Brückendiagonale ist an den Verbin-dungspunkten der Widerstände 3 und 5 einerseits (Anschluß 7) und der Widerstände 4 und 6 andererseits (Anschluß 8) über ein Meßkabel 9 ein Meßkreis 10 angeschlossen, der im wesentlichen einen Differentialverstërker 11 und einen Demodulator 12 ent- halt.In Figure 1, a resistance measuring bridge with four resistors is shown, which is fed with a sinusoidal AC voltage earth-symmetrically. Symmetrically to the feed connections 1 and 2 of the bridge, two fixed resistors 3 and 4 are provided in the upper part and two temperature-dependent resistors 5 and 6 are provided in the lower part, of which the measuring resistor 5 and the latter a reference resistor 6 is. The measuring resistor 5 is thermally coupled to an absorber film (not shown) on which the radiation to be measured impinges, while the reference resistor 6, which is also thermally coupled to an identical film, is removed from this radiation. In the diagonal of the bridge, a measuring circuit 10 is connected at the connection points of the resistors 3 and 5 on the one hand (connection 7) and the resistors 4 and 6 on the other hand (connection 8) via a measuring cable 9, which essentially comprises a differential amplifier 11 and a demodulator 12 - stop.

Am Ausgang 13 dieses Demodulators ist ein Signal zu entnehmen, das ein Maß für das Brückenungleichgewicht ist. Die Brücke ist im Gleichgewicht, wenn der Spannungsabfall am Meßwiderstand 5 dem am Bezugswiderstand 6 gleicht. Fällt eine Strahlung auf die Absorberfolie, auf der der Meßwiderstand 5 sitzt, dann erwärmt sich diese, und die Widerstandsveränderung führt zu einem Meßsignal am Ausgang 13.A signal can be seen at the output 13 of this demodulator, which is a measure of the bridge imbalance. The bridge is in equilibrium when the voltage drop across the measuring resistor 5 is the same as that across the reference resistor 6. If radiation falls on the absorber film on which the measuring resistor 5 is seated, it heats up and the change in resistance leads to a measuring signal at the output 13.

Erfindungsgemäß wird dem Meßwiderstand 5 und dem Bezugswiderstand 6 Warmeenergie zugeführt, und zwar über einen mit dem jeweiligen Brückenwiderstand 5 bzw. 6 thermisch gekoppelten Heizwiderstand 14 bzw. 15. Die Heizenergie hängt vom Bolome-terausgangssignal ab. Die dem Meßwiderstand 5 zugeführte Heizenergie wird in einer Rückkopplungsschleife definiert, die ausgehend vom Bolometerausgangssignal ein Tiefpaßfilter 16 und einen Regelverstärker 17 enthält. Die Rückkopplungsschleife für den Heizwiderstand 15 enthält ebenfalls das Tiefpaßfilter 16 und einen weiteren Regelverstärker 18. Die im Widerstand 14 erzeugte Warmeenergie besteht aus einem stationären Sockel-betrag abzüglich eines vom Bolometerausgangssignal abhängigen Betrags, während die im Widerstand 15 erzeugte Heizleistung ebenfalls aus einem Sockelbetrag und einem dazu additiven vom Bolometerausgangssignal abhângigen Betrag besteht. Die Regel-verstärker 17 und 18 sind so ausgebildet, daß die Temperatur des Meßwiderstands 5 der des Bezugswiderstands 6 stets annä-hernd gleicht. Um eine Kopplung zwischen der Speisefrequenz der Brücke f^ und der Rückkopplung zu vermeiden, wird das Tiefpaßfilter 16 so eingestellt, daß die Frequenz fQ (von z.B. 50 kHz) sicher unterdrückt wird.According to the invention, the measuring resistor 5 and the reference resistor 6 are supplied with thermal energy, specifically via a heating resistor 14 or 15 thermally coupled to the respective bridge resistor 5 or 6. The heating energy depends on the bolometer output signal. The heating energy supplied to the measuring resistor 5 is defined in a feedback loop which, based on the bolometer output signal, contains a low-pass filter 16 and a control amplifier 17. The feedback loop for the heating resistor 15 also contains the low-pass filter 16 and a further control amplifier 18. The heat energy generated in the resistor 14 consists of a stationary base amount minus an amount dependent on the bolometer output signal, while the heating power generated in the resistor 15 also consists of a base amount and one there is an additive amount dependent on the bolometer output signal. The control amplifiers 17 and 18 are designed such that the temperature of the measuring resistor 5 is always approximately the same as that of the reference resistor 6. In order to avoid a coupling between the supply frequency of the bridge f ^ and the feedback, the low-pass filter 16 is set so that the frequency fQ (of e.g. 50 kHz) is reliably suppressed.

Aufgrund der Tatsache, daß der Meßwiderstand und der Bezugswiderstand durch den Regelkreis stets auf gleiche Temperatur gebracht werden, ergibt sich ein einfacher Nullpunktabgleich der Brücke unabhängig von äußeren Störeinflüssen, wie z.B. einer störenden Gammastrahlung, die auf die Absorberfolie einwirkt. Dies gilt, wenn die Brückenwiderstände 5 und 6 ein-ander gleich sind und für ein ideales Bolometer. Die Herstel-lungstoleranzen ergeben jedoch eine geringe Temperaturdif-ferenz, die durch die Brückenabstimmung kompensiert werden kann.Due to the fact that the measuring resistance and the reference resistance are always brought to the same temperature by the control circuit, the bridge can be easily zeroed independently of external interference, e.g. an annoying gamma radiation that acts on the absorber film. This applies if the bridge resistances 5 and 6 are the same and for an ideal bolometer. The manufacturing tolerances, however, result in a small temperature difference, which can be compensated for by the bridge adjustment.

Außerdem verringert die Temperatur-Nachführung deutlich den Unterschied der thermischen Zeitkonstanten zwischen der Meßfo-lie mit Widerstand 5 und der Referenzfolie mit Bezugswider-stand 6. Damit ergibt sich eine verbesserte Unterdrückung von neutroneninduzierten Storsignalen. Die Stôrunterdrückung ist dynamisch, d.h. sie wirkt auch bei zeitabhängigen Storsignalen.In addition, the temperature tracking significantly reduces the difference in the thermal time constant between the measuring foil with resistor 5 and the reference foil with reference resistor 6. This results in an improved suppression of neutron-induced interference signals. The noise suppression is dynamic, i.e. it also works with time-dependent fault signals.

In Figur 2 ist eine Variante zu Figur 1 dargestellt, die sich nur dadurch unterscheidet, daß die bisherigen Festwiderstände 3 und 4 ebenfalls als temperaturabhängige Widerstände 3' und 4' ausgebildet und überkreuz auf der Absorberfolie bzw. der Referenzfolie für den Bezugswiderstand 6 angeordnet sind. Dementsprechend wird auch diesen Widerständen über Heizwider-stände 19 und 20 Wärmeenergie in der gleichen Art und Menge zugeführt wie den Widerständen 5 und 6 über die Heizwiderstan-de 15 bzw. 14 in der Ausführungsform gemäß Figur 1. Die Heiz-widerstände 19 und 20 können auch mit den Heizwiderständen 15 und 14 zusammenfallen, wenn diese thermisch jeweils mit den überkreuz liegenden Brückenwiderstanden gekoppelt sind. Dieser Fall ist in Figur 3 berücksichtigt, die eine Draufsicht auf eine gedruckte Folie 21 zeigt. Im linken Teil A der Figur befinden sich die Leiterzüge der Widerstände 4', 5 und 14, die der zu messenden Strahlung unterworfen sind, und im rechten Teil B die Leiterzüge, die den Bezugswiderständen 6 und 3' sowie dem diesen gemeinsamen Heizwiderstand 15 entsprechen.FIG. 2 shows a variant of FIG. 1, which differs only in that the previous fixed resistors 3 and 4 are also designed as temperature-dependent resistors 3 'and 4' and are arranged crosswise on the absorber film or the reference film for the reference resistor 6. Accordingly, these resistors are supplied via heating resistors 19 and 20 in the same type and amount as heating resistors 5 and 6 via heating resistors 15 and 14 in the embodiment according to FIG. 1. The heating resistors 19 and 20 can also coincide with the heating resistors 15 and 14 if they are thermally coupled to the cross-over bridge resistors. This case is taken into account in FIG. 3, which shows a top view of a printed film 21. In the left part A of the figure are the conductor tracks of the resistors 4 ', 5 and 14 which are subjected to the radiation to be measured, and in the right part B the conductor tracks which correspond to the reference resistors 6 and 3' and the heating resistor 15 common to them.

Die Leiterzüge sind maanderförmig, wobei jeweils der Leiterzug des Heizwiderstands 14 bzw. 15 zwischen den Leiterzügen der beiden Brückenwiderstände 4' und 5 bzw. 3' und 6 verläuft. Die Folie 21 ist elektrisch isolierend, aber thermisch gut gekop-pelt auf einer Goldfolie angebracht, deren Rückseite im linken Teil A der Figur 3 der zu messenden Strahlung ausgesetzt ist.The conductor tracks are meandering, the conductor track of the heating resistor 14 or 15 running between the conductor tracks of the two bridge resistors 4 'and 5 or 3' and 6. The film 21 is electrically insulating, but thermally well-coupled on a gold film, the back of which is exposed in the left part A of FIG. 3 to the radiation to be measured.

Die Erfindung ist nicht im einzelnen auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschrënkt. So kann im Rahmen der Erfindung die Brücke auch von Gleichstrom gespeist werden, und es kann Wërmeenergie auch nur dem Meßwiderstand oder nur dem Bezugswiderstand zugeführt werden. Es kann sich in der Praxis auch als günstig erweisen, nicht auf konstante Temperatur der Meß- und Bezugswiderstande zu regeln, sondern die zugeführte Heizleistung ganz oder teilweise von anderen Größen als der Bolometerausgangsspannung abhangig zu machen, z.B. von Meßgrö-ßen irgendwelcher Störfelder, derart, daß diese Störfelder die Meßgenauigkeit des Bolometers nicht mehr beeinflussen.The invention is not limited in detail to the illustrated embodiment. Thus, in the context of the invention, the bridge can also be fed by direct current, and thermal energy can also be supplied only to the measuring resistor or only to the reference resistor. In practice, it may also prove to be advantageous not to regulate the constant temperature of the measuring and reference resistances, but to make the heating power supplied completely or partially dependent on variables other than the bolometer output voltage, e.g. of measured variables of any interference fields, such that these interference fields no longer influence the measuring accuracy of the bolometer.

Die in den Figuren dargestellten Erdanschlüsse können auch zu einem gemeinsamen erdfreien Rückleitersystem gehören.The ground connections shown in the figures can also belong to a common floating return conductor system.

Die Wërmeenergie kann auch in anderer Form als durch ohmsche Leistung an die Brückenwiderstande herangebracht werden, z.B. durch elektromagnetische Strahlung oder durch einen Teilchen-strahl. Im Fall einer ohmschen Heizung kann der Heizstrom, wie in Figur 3 gezeigt, durch separate Leiter fließen, die elektrisch von den Brückenwiderstënden isoliert sind, oder auch durch die Brückenwiderstënde selbst, wobei dann die Trennung zwischen den Speiseströmen der Brücke und den Heizströmen über Frequenzweichen erfolgt. Der Heizstrom kann auch unmittelbar durch Bereiche der Absorberfolie bzw, des Trägers für die Bezugswiderstande geführt werden. Es ist auch denkbar, diese Absorberfolien und diesen Trager selbst als Heizwiderstand auszubilden, auf dem die Brückenwiderstënde in geeigneter Form angebracht sind. Auch anders als mëanderförmig gestalteteThe thermal energy can also be applied to the bridge resistances in a form other than ohmic power, e.g. by electromagnetic radiation or by a particle beam. In the case of ohmic heating, the heating current, as shown in FIG. 3, can flow through separate conductors which are electrically insulated from the bridge resistors, or else through the bridge resistors themselves, the separation between the supply currents of the bridge and the heating currents then taking place via crossovers . The heating current can also be passed directly through areas of the absorber film or the support for the reference resistors. It is also conceivable to design these absorber foils and this support itself as a heating resistor on which the bridge resistors are attached in a suitable form. Also different from meandering designs

Leiter und anders thermisch gekoppelte Widerstände als durch Verschachtelung, wie in Figur 3 gezeigt, sind denkbar.Conductors and thermally coupled resistors other than by nesting, as shown in FIG. 3, are conceivable.

Durch mathematische Analyse der Rückkopplungsschleifen können die das Zeitverhalten der Regelung und die Regelsteilheit des Regelverstärkers bestimmenden Parameter optimiert werden.The parameters determining the timing behavior of the control and the control steepness of the control amplifier can be optimized by mathematical analysis of the feedback loops.

Durch die erfindungsgemäße steuer- und regelbare Wärmezufuhr zu den Brückenwiderstanden des Bolometers wird es möglich, den Nullabgleich der Brücke sehr genau und mit einfachen Mitteln sicherzustellen. Die Kalibrierung des ganzen Systems kann ohne Hilfsmessungen und Korrekturrechnungen am fertigen Gerat er-folgen. Im Rückkopplungszweig ergibt sich eine Trennung von niederfrequenten, unmittelbare bolometerrelevanten Signalkom-ponenten unterhalb der Filter-Grenzfrequenz und hochfrequenten Signalkomponenten entsprechend der Brückenspeisefrequenz. Der Rückkopplungszweig wirkt praktisch als Tiefpaß für Signale, die der zu messenden Strahlung entsprechen. Die in der Rückkopplungsschleif e auftretenden Frequenzen liegen weit von der Brückenspeisefrequenz entfernt, so daß sich eine gute Trennung von Brückenschaltung und Rückkopplung und ein hoher Signal-Rausch-Abstand ergeben.The controllable and controllable supply of heat to the bridge resistances of the bolometer according to the invention makes it possible to ensure the zeroing of the bridge very precisely and with simple means. The entire system can be calibrated on the finished device without auxiliary measurements and correction calculations. In the feedback branch there is a separation of low-frequency, bolometer-relevant signal components below the filter cut-off frequency and high-frequency signal components according to the bridge supply frequency. The feedback branch practically acts as a low-pass filter for signals that correspond to the radiation to be measured. The frequencies occurring in the feedback loop are far from the bridge feed frequency, so that there is good separation of the bridge circuit and feedback and a high signal-to-noise ratio.

Claims (14)

1. Bolometer mit einer der zu messenden Strahlung ausgesetzten Absorberfolie, die thermisch mit einem hochohmigen und tempe-raturabhängigen Meßwiderstand gekoppelt ist, mit einer Wider-standsmeßbrücke, in der der Meßwiderstand einen Brückenwider-stand bildet, und mit einem Meßkreis für die Brückenspannung, der das Bolometerausgangssignal liefert, dadurch gekennzeich-net, daß zumindest dem Meßwiderstand (5) der Brücke eine steu-erbare Wärmequelle (14) zugeordnet ist.1. bolometer with an absorber film exposed to the radiation to be measured, which is thermally coupled to a high-resistance and temperature-dependent measuring resistor, with a resistance measuring bridge in which the measuring resistor forms a bridge resistance, and with a measuring circuit for the bridge voltage, the provides the bolometer output signal, characterized in that a controllable heat source (14) is assigned to at least the measuring resistor (5) of the bridge. 2. Bolometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbare Wärmequelle (14) in einem Regelkreis liegt, derart, daß ihre Steuergröße vom Bolometerausgangssignal (13) abgelei-tet wird, wobei der Regelkreis (16-18) so ausgebildet ist, daß die Temperatur des der Wärmequelle zugeordneten temperaturab-hängigen Brückenwiderstands (5) derjenigen des dazu bezüglich der Speiseanschlüsse der Brücke symmetrischen Brückenwiderstands (6) i.w. gleicht.2. Bolometer according to claim 1, characterized in that the controllable heat source (14) lies in a control loop, such that its control variable is derived from the bolometer output signal (13), the control loop (16-18) being designed such that the temperature of the temperature-dependent bridge resistor (5) assigned to the heat source, that of the bridge resistor (6) symmetrical with respect to the supply connections of the bridge equal. 3. Bolometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmequelle ein Heizwiderstand (14, 15) ist, der thermisch mit dem zugeordneten Brückenwiderstand gekoppelt ist.3. Bolometer according to claim 1 or 2, characterized in that the heat source is a heating resistor (14, 15) which is thermally coupled to the associated bridge resistor. 4. Bolometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmequelle eine Wärmestrahlungsquelle ist, deren Strahlungsenergie auf den zugeordneten Brückenwiderstand ge-richtet ist.4. bolometer according to claim 1 or 2, characterized in that the heat source is a heat radiation source, the radiation energy is directed to the associated bridge resistance. 5. Bolometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmequelle einen Teilchenstrahi, insbesondere Elek-tronenstrahl, auf den zugeordneten Brückenwiderstand richtet.5. bolometer according to claim 1 or 2, characterized in that the heat source directs a particle beam, in particular electron beam, to the associated bridge resistance. 6. Bolometer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Brückenwiderstände (5, 6), die bezüg- lich der Speiseanschlüsse der Brücke symmetrisch liegen, je einer steuerbaren Wärmequelle (14, 15) zugeordnet sind, die in unterschiedlichen, vom Bolometerausgangssignal ausgehenden Regelschleifen (16, 17 bzw. 16, 18) liegen.6. Bolometer according to one of the preceding claims, characterized in that two bridge resistors (5, 6), which are symmetrical with respect to the feed connections of the bridge, are each assigned to a controllable heat source (14, 15) which is different from the bolometer output signal outgoing control loops (16, 17 or 16, 18). 7. Bolometer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei überkreuz liegende Widerstände (4', 5) der Meßbrücke thermisch mit der der zu messenden Strahlung ausgesetzten Absorberfolie gekoppelt und einer gemeinsamen Wärmequelle (14) zugeordnet sind.7. Bolometer according to claim 6, characterized in that two cross-lying resistors (4 ', 5) of the measuring bridge are thermally coupled to the absorber film exposed to the radiation to be measured and are associated with a common heat source (14). 8. Bolometer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden restlichen Brückenwiderstände (3', 6) als Referenzwi-derstände wirken und ebenfalls thermisch einer gemeinsamen steuerbaren Wërmequelle (15) zugeordnet sind.8. bolometer according to claim 7, characterized in that the two remaining bridge resistors (3 ', 6) act as reference resistors and are also thermally assigned to a common controllable heat source (15). 9. Bolometer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsmeßbrücke mit Wechselstrom einer ersten Frequenz gespeist wird und daß das Regelsignal für die den Brückenwiderstanden zugeordneten Wärmequellen (14, 15) aus dem Bolometerausgangssignal (13) über ein Tiefpaßfil-ter (16) abgeleitet wird, dessen Grenzfrequenz deutlich unter der Frequenz liegt, mit der die Brücke gespeist wird.9. bolometer according to one of the preceding claims, characterized in that the resistance measuring bridge is fed with alternating current of a first frequency and that the control signal for the heat sources associated with the bridge resistors (14, 15) from the bolometer output signal (13) via a low-pass filter (16 ) is derived, the cutoff frequency of which is significantly below the frequency at which the bridge is fed. 10. Bolometer nach Anspruch 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Brückenwiderstände (4', 5), die thermisch mit der der Strahlung ausgesetzten Absorberfolie gekoppelt sind, als Mäanderleiter ausgebildet sind, die ineinander verschach-telt sind, und daß diesen beiden Widerstände ein gemeinsamer Heizwiderstand (14) zugeordnet ist, der sich ebenfalls als Mäander zwischen den Mäanderwindungen der beiden Brückenwider-stände erstreckt.10. Bolometer according to claim 3 and 7, characterized in that the two bridge resistors (4 ', 5), which are thermally coupled to the radiation absorber film, are formed as meandering conductors which are interlaced, and that these two Resistors a common heating resistor (14) is assigned, which also extends as a meander between the meandering turns of the two bridge resistors. 11. Bolometer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden restlichen Brückenwiderstände (3', 6) und ein die- sen zugeordneter gemeinsamer Heizwiderstand (15) auf einem der zu messenden Strahlung nicht ausgesetzten Träger ebenso mäan-derförmig aufgebaut sind wie die Meßwiderstände (4', 5) und der diesen zugeordnete Heizwiderstand (14) auf der Absorber-folie.11. Bolometer according to claim 10, characterized in that the two remaining bridge resistors (3 ', 6) and an associated common heating resistor (15) are constructed in a meandering manner on a carrier not exposed to the radiation to be measured, as are the measuring resistors (4 ', 5) and the heating resistor (14) assigned to them on the absorber film. 12. Bolometer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge-kennzeichnet, daß die der Strahlung ausgesetzte Absorberfolie und/oder die nicht der Strahlung ausgesetzte Referenzfolie als Heizwiderstand ausgebildet ist.12. Bolometer according to one of claims 1 to 9, characterized in that the absorber film exposed to the radiation and / or the reference film not exposed to the radiation is designed as a heating resistor. 13. Bolometer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge-kennzeichnet, daß die Meß- und/oder die Referenzfolie auf einen Trager aufgebracht ist, der als Heizwiderstand ausgebildet ist.13. Bolometer according to one of claims 1 to 9, characterized in that the measuring and / or the reference film is applied to a support which is designed as a heating resistor. 14. Bolometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß- und/oder die Referenzwiderstände selbst als Heizwider-stände dienen, indem ihnen ein Heizstrom einer von der Brük-kenspeisespannung deutlich unterschiedlichen Frequenz über Frequenzweichen zugeführt wird.14. Bolometer according to claim 1, characterized in that the measuring and / or the reference resistors themselves serve as heating resistors, by supplying them with a heating current of a significantly different frequency from the bridge voltage supply via crossovers.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0739477A1 (en) * 1994-01-10 1996-10-30 Thermoscan Inc. Noncontact active temperature sensor

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EP0739477A1 (en) * 1994-01-10 1996-10-30 Thermoscan Inc. Noncontact active temperature sensor
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