PL104411B1 - Uklad bolometrycznego miernika mocy promieniowania o zwiekszonym sygnale wyjsciowym - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest uklad bolometrycznego miernika mocy promieniowania o zwiekszonym sygnale wyjsciowym samoczynnie kompensujacym sie i o ograniczonym wplywie temperatury otoczenia, znajdujacy zastosowanie zwlaszcza w technice laserowej gdzie pomiar mocy promienistej stanowi szczególnie wazne zagadnienie, przy czym pozadanym jest by pomiar byl dokonywany metoda absolutna i w szerokim zakresie czestotliwosci promieniowania.

W znanych bolometrycznych miernikach mocy promienistej, pomiar polega na wyznaczeniu zmian opornosci bolometru, wywolanych promieniowaniem przy uzyciu tradycyjnego lub automatycznego kompensatora. W ukladzie tak rozwiazanego miernika wartosc pradu plynacego przez bolometr wyznacza sie ze spadku napiecia na oporze normalnym wlaczonym szeregowo zbolometrem w jedno ramie mostka. Powyzsze wymaga, by wartosc oporu normalnejgo byla mala w porównaniu z opornoscia bolometru, a tym samym mala jest wartosc sygnalu wyjsciowego. W celu zapewnienia wymaganej czulosci miernika, stosuje sie duze wzmocnienie, co zmniejsza dokladnosc pomiaru.

Tstota rozwiazania wedlug wynalazku polega na budowie ukladu miernika, którego glównym elementem jest stalooporowy mostek pomiarowy.

Ze wspólnego zasilacza ukladu miernika, napiecie jest podawane poprzez uklad regulacyjny na jedna przekatna pomiarowego mostka, którego jednym ramieniem jest sonda bolometryczna, a pozostale trzy ramiona stanowia opory normalne o malym wspólczynniku temperaturowym opornosci o jednakowych wartosciach opornosci i równych opornosci sondy bolometrycznej wstanie równowagi mostka pomiarowego. Sygnal niezrównowazenia mostka z drugiej przekatnej mostka jest podany na pierwszy wzmacniacz róznicowy, którego wyjscie polaczone jest na pierwszy uklad regulacyjny napiecia zasilania. Równolegle do zasilania mostka jest wlaczone zródlo napiecia wzorcowego odniesienia z szeregowo polaczonym wskaznikiem róznicowym. Ponadto sonda bolometryczna jest umieszczona w cewce wykonanej z materialu o duzym wspólczynniku jtemperaturowym opornosci stanowiacym jedno ramie mostka kompensacyjnego. Pozostale trzy ramiona mostka2 104 411 o jednakowej opornosci sa wykonane z materialu o malym wspólczynniku temperaturowym opornosci. Sygnal niezrównowazenia mostka kompensacyjnego jest podany na drugi wzmacniacz róznicowy, którego wyjscie polaczone jest na drugi uklad regulacyjny zasilania mostka kompensacyjnego.

Uklad miernika wedlug wynalazku wyróznia sie tym, ze pomiaru mocy promienistej dokonuje sie przez pomiar calego napiecia zasilania stalooporowego mostka pomiarowego. Efektem takiego rozwiazania jest zwiekszenie o okolo dwa rzedy wartosci sygnalu wyjsciowego, a tym samym zwiekszenie dokladnosci pomiaru.

Rozwiazanie wedlug wynalazku w przykladowym wykonaniu uwidocznione jest na rysunku, który przedstawia schemat blokowy ukladu bolometrycznego miernika.

W przykladowym wykonaniu budowa ukladu miernika wedlug wynalazku i zasada jego dzialania jest nastepujaca. Ze wspólnego zasilacza 1 napiecie poprzez regulacyjny uklad 2 podane jest na jedna przekatna pomiarowego stalooporowego mostka, którego jednym ramieniem jest bolometryczna sonda 3 a pozostalymi ramionami 4 rsf 3pjory normalne o malym wspólczynniku temperaturowym opornosci o jednakowych wartosciach opornosci i róznych wartosci opornosci bolometrycznej sondy 3 w stanie równowagi pomiarowego mostka, po, ustalmy sie warunków termicznych. Pod wplywem mierzonego promieniowania padajacego na bolometfycztt^scgg!^ $3 pojawia sie sygnal niezrównowazenia mostka, który z drugiej przekatnej pomiarowego mostka, podawany jest na róznicowy wzmacniacz 5. Wyjscie tego wzmacniacza 5 steruje ukladem regulacyjnym 2 w taki sposób, ze zmiana napiecia -zasilania mostka pomiarowego przywraca pierwotna wartosci opornosci sondy bolometrycznej 3 powodujac uzyskanie stanu równowagi mostka. W ten sposób samoczynnie nastapila regulacja powodujaca poprzez zmiane napiecia zasilania mostka pomiarowego zmniejszenie sie mocy wydzielanej w bolometrze na skutek przeplywu pradu o dokladnie taka wartosc ile wynosi moc mierzonego promieniowania.

Miara mierzonej mocy promienistej jest zmiana napiecia zasilania mostka pomiarowego.

Pomiaru zmian dokonuje sie metoda kompensacyjna przez przylozenie równolegle z zasilaniem mostka pomiarowego, zródla 6 napiecia wzorcowego odniesienia z szeregowo wlaczonym róznicowym wskaznikiem 7, najkorzystniej woltomierzem cyfrowym wskazujacym wprost przyrosty napiecia zasilania mostka pomiarowego, które przy wyskalowaniu przyrzadu wskazuja wartosc mierzonej mocy.

Ograniczenie wplywu zmian temperatury otoczenia na wynik pomiaru uzyskuje sie, umieszczajac bolometryczna sonde 3 w cewce 8 wykonanej z materialu o duzym wspólczynniku temperaturowym opornosci, stanowiacej jedno ramie kompensacyjnego mostka, którego pozostale trzy ramiona 9 sa wykonane z materialu o malym wspólczynniku temperaturowym opornosci.

W przypadku zmian temperatury otoczenia pojawi sie sygnal niezrównowazenia na przekatnej kompensacyjnego mostka, który po wzmocnieniu w róznicowym wzmacniaczu 10 tak steruje regulacyjny uklad 11 zasilajacy kompensacyjny mostek aby przywrócic pierwotna stala wartosc temperatury przestrzeni, w której miesci sie sonda bolometryczna, niezaleznie od zmian temperatury otoczenia.

Uklad kompensacyjny jest zasilany ze wspólnego zasilacza 1.

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Uklad bolometrycznego miernika mocy promieniowania o zwiekszonym sygnale wyjsciowym i ograniczonym wplywie zmian temperatury otoczenia, zwlaszcza do pomiaru promieniowania laserowego, znamienny tym, ze z regulacyjnego ukladu (2) zasilanego zasilaczem (1) jest podawane napiecie na jedna przekatna pomiarowego stalooporowego mostka, którego jednym ramieniem jest bolometryczna sonda (3), a trzy pozostale ramiona (4) pomiarowego mostka sa wykonane z oporów normalnych o jednakowych wartosciach opornosci i równych wartosci opornosci sondy (3) bolometrycznej w stanie równowagi pomiarowego mostka, natomiast z drugiej przekatnej pomiarowego mostka sygnal niezrównowazenia spowodowany mierzonym promieniowaniem podany jest na pierwszy róznicowy wzmacniacz (5), którego wyjscie polaczone jest na pierwszy regulacyjny uklad (2) z tym, ze równolegle do zródla napiecia zasilania pomiarowego mostka jest wlaczone wzorcowo zródlo (6) napiecia odniesienia w szereg z róznicowym wskaznikiem (7), przy czym bolometryczna sonda (3) jest umieszczona w cewce (8) stanowiacej jedno ramie kompensacyjnego mostka zasilanego z zasilacza (1) poprzez drugi regulacyjny uklad (11) sterowany drugim róznicowym wzmacniaczem (10) stanu kompensacji wplywu temperatury wlaczonego w druga przekatna kompensacyjnego mostka.104 411 CZYTELNIA Urzedu Pctemoweoo