Przedmiotem wynalazku jest elektroniczny miernik promieniowania optycznego przeznaczony do pomiarów fal widzdaikiych, nad¬ fioletowych i podczerwonych, zrealizowany w opar¬ ciu o selenowe lub krzemowe ogniwa fotometrycz- ne i ogniwa termoelemenltowe.Stan techniki. Elektroniczne miernika promienio¬ wania optycznego- na zakres fal widzialnych i nad¬ fioletowych zazwyczaj dzialaja w oparciu o se¬ lenowe hub knzemowe ogniwa fotometryczne, wy¬ twarzajace slaby prad elektryczny, w odpowied¬ nich warunkach proporcjonalny do- wartosci mie¬ rzonej. Prad ten po wzmocnieniu za pomoca wzmacniacza elektronicznego, powoduje wychyle¬ nie wskazówki mikroamperomierza magnetoeiek- trycznego' w jednostkach promieniowania.Ogniwa selenowe i krzemowe sa zródlem sygna¬ lów prajdowych i charakteryzuja sie stosunkowo niewielka i niestabilna rezystancja wewnetrzna.Dlatego uklady wspólpracujace z tymi ogniwami powinny zapewniac okreslona czulosc pradowa i mozliwie mala rezystancje wejsciowa.Promieniowanie w zakresie fal podczerwonych jest przewaznie mierzone za pomoca ogniw termo- elementowych. W odróznieniu od ogniw selenowych i krzemowych, sygnalem wyjsciowym ogniwa ter- moelementowego jest napiecie, w zwiazku z czym wspólpracujace uklady elektroniczne powinny cha¬ rakteryzowac sie okreslona czuloscia napieciowa.Znane sa dwie metody realizacji elektronicznych 10 15 20 25 oe mierników promieniowania optycznego. Pierwsza z nich wy(korzystuje ujemne sprzezenie zwrotne, stabilizujace wzmocnienie napieciowe wzmacnia¬ cza, wchodzacego- w sklad miernika. Wzmacniacz wraz z mikroamperomierzem magnetoelekLrycznym tworzy typowy miliiwolltcmierz elektroniczny, u- mozliwiajacy bezposredni pomiar sily termoelek¬ trycznej, generowanej przez ogniwo termoelemen- towe pod wplywem promieniowania podczerwone¬ go. Promieniowanie widzialne i nadfioletowe jest okreslane posrednio, przez pomiar spadku napie¬ cia wywolanego pradem ogniwa fotometrycznego na niewielkim rezystorze wzorcowym, wlaczonym równolegle do tego- ogniwa.Opisana metoda jest stosowana w krajowych miernikach promieniowania, opracowanych w Cen¬ tralnym Instytucie Ochrony Pracy (typ MNS-1) i w Kombinacie Aparatury Badawczej i Dydaktycz¬ nej ,,,Kabid" (typ PVP-1). Wada tej metody jest koniecznosc zapewnienia duzej czulosci napiecio¬ wej ukladu elektronicznego', powodujacej jego nie¬ stabilnosc i wrazliwosc na sygnaly zaklócajace.Druga znana metoda realizacji elektronicznego miernika promieniowania widzialnego i nadfiole¬ towego jest dolaczenie ogniwa fotometrycznego bezposrednio do odwracajacego wejscia wzmacnia¬ cza, przy czym wejscie to jest dodatkowoi polaczo1- ne z wyjsciem tego wzmacniacza przez wysoko- omowy rezystor wzorcowy, zapewniajacy ujemne sprzezenie zwrotne, okreslajace czulosc pradowa 121 997121 997 3 ukladu. Metoda ta zostala przedstawiona w refe¬ racie G. Eppeldera „I. C. Detector Circuits for Fh!oitovoltaie Gedls" zamieszczonym na str. 121...128 _.. zbioru- referatów I Ogólnokrajowej Konferencji Fo- ,% JtHmejtrii i KalAryimetrid, odbytej w r. 1973 w War- 5 nie Wydawnictwo Bulgarskiej Akademii. Nauk, Warna 1973 r.: Najpowazniejsza wada tej metody ' Jest* feoniecznoic stosowania oddzielnych dla kaz- dego-zakre^pcmiaroweigo rezystorów wzorcowych, co podnosi koszt i utrudnia realizacje miernika 10 wdedozakresowego.Istota wynalazku. W elektronicznym mierniku promieniowania optycznego bedacym przedmiotem niniejszego wynalaizkiui, odwracajace wejscie wzmac¬ niacza jest za posrednictwem rezystora wzorcowe- 15 go dolaczone do jednego z wyjsc dzielnika napie¬ ciowego zlozonego z odpowiedniej ilosci rezystorów polaczonych ze soiba szelregowo i dolaczonych do wyjscia wymienionego wzmacniacza. Zastosowanie przelacznika laczacego rezystor wzorcowy z ocjpo- 2o wiednim wyjsciem dzielnika pozwala zmieniac czu¬ losc pradowa uklaldui, zapewniajac dogodne przela¬ czanie zalkrelsów pcimiarowycih.Elektroniczny miernik promieniowania optycz¬ nego wedftug wynalazku moze posiadac dodatko- 25 wy przelacznik, umozliwiajacy przelaczanie rezy¬ storów laczacych wyjscie wzmacniacza z mcfcro- amiperomieirzsm maigneftoelekltryCznym. Pozwala to dopasowac czulosc ukladu elektronicznego mierni¬ ka do wydajnosci pradowej kilku ogniw fotome- ^ trycznych i filtrów, zapewniajac mozliwosc wyko¬ nania uniwersalnego miernika, przystosowanego do pomiaru róznych rodzajów promieniowania.W przypadku stosowania ogniw termoelemento- wych miernik wedlug wynalazku maze byc wypo*- 35 sazony w dodatkowy przelacznik, wlaczajacy po¬ miedzy ogniwo i wejscie wzmacniacza szeregowy rezystor, zamieniajacy pradowe wejscie ukladu elektronicznego na wejscie o okreslonej czulosci napieciowej. 40 W celu ulatwienia obslugi miernika wymieniony przelacznik moze byc mechanicznie sprzezony z po¬ przednio opisanym przelaoznikiem rodzaju mierzo¬ nego promieniowania.Wlaczenie dzielnika napieciowego w galaz ujem- ^ nego sprzezenia zwrotnego wzmacniacza powoduje, ze rezystor wzorcowy potrzebny dla uzyskania o- kresionej czulosci pradowej ukladu moze miec wielokrotnie mniejsza rezystancje niz w przypad¬ ku bezposredniego polaczenia stosowanego w zna- w nym rozwiazaniu. Pozwala to uniknac stosowania wysokoomowych rezystorów, trudnych technolo¬ gicznie i odznaczajacych sie znaczna niestabilnos¬ cia, pogarszajaca parametry metrologiczne mier¬ nika. Umozliwia to wykonanie zminiaturyzowane- ^ go miernika, wyposazonego we wbudowane zród¬ la zasalania, co ma szczególne znaczenie przy po¬ miarach w warunkach polowych i przemyslowych.Regulacja czulosci realizowana za pomoca rezy¬ storów wlaczonych pomiedzy wyjscie wzmacniacza ^ i mikroamperomierza nie narusza relacji czulosci poszczególnych zakresów pomiarowych, ustalonych rezystorami dzielnika napieciowego. Pozwala to za¬ chowac kalibracje zakresów pomiarowych przy stosowaniu róznych ogniw i filtrów, umozliwiajac ^ wykonanie mierniika z wymienionymi ogaiiwamt fotomeitrycznymi i termicznymi i termoelemento- „ wymi odznaczajacego sie rozszerzonymi mozliwos¬ ciami pomiarowymi.Przyklad wykonania wynalazku. Przedmiot wy¬ nalazku jest przedstawiony w przykladzie wyko¬ nania na rysunku, który jest schematem ideowym.Miernik sklada sie z ogniw fotcmetrycznycn • i termoelemenitowych Gi i Gr, polaczonych rozlacz¬ nie z ukladem elektronicznym, zlozonym ze wzmac¬ niacza A, rezystora wzorcowego Rz. dzielnika na¬ pieciowego zlozonego z rezystorów Ri ... Rn, prze¬ lacznika zakresów pomiarowych Pi i mikroampe¬ romierza magnetoelektrycznego M. Miernik zawie¬ ra równiez przelacznik rodzaju mierzonego pro¬ mieniowania P«, przelaczajacy rezystory Ra ... Rjc. laczace wyjscie wzmacniacza z npcroamperomae- rzem oraz dodatkowy przelacznik Pi, sprzezony mechanicznie z poprzednio wymienionym przelacz¬ nikiem Pz, wlaczajacy szeregowy rezystor Rs» za¬ mieniajacy przy pomiarach promieniowania pod¬ czerwonego wejscie pradowe ukladu elektronicz¬ nego na wejscie o okreslonej czulosci napieciowej.Wzmacniacz A bez sprzezenia zwrotnego zaipew- nia bardzo duze wzmocnienie napieciowe i pomi- jalnde maly prad wejsciowy. Dlatego czulosc pra¬ dowa miernika zalezy wylacznie od parametrów sprzezenia zwrotnego, tj. od rezystora wzorco¬ wego Rz i podzialu wprowadzonego przez dzielnik napieciowy zlozony z rezystorów Ri ... Rn, oraz od czulosci zastosowanego mikroamperomierza i re¬ zystancji laczacej ten przyrzad z wyjsciem wzmac¬ niacza.Dobór odpowiednich rezystancji dzielnika na¬ pieciowego oraz rezystora wzorcowego Rz pozwala ustalic wlasciwe relacje czulosci poszczególnych zakresów pomiarowych miernika.Rezystory Ra ... Rk oraz szeregowy rezystor Rs umozliwiaja dopasowanie ukladu elektronicznego do wydajnosci pradowej wspólpracujacych ogniw fotiometrycznych, termoeiementowych.Miernik wedlug wynalazku umozliwia pomiary nastepujacych wielkosci: promieniowania nadfio¬ letowego w obszarach widmowych A, B, i C w 12 zakresach pomiarowych, oswietlenia w 6 zakre¬ sach pomiarowych, luminancji dla 4 wybranych katów brylowych w 24 zakresach pomiarowych, oraz promieniowania podczerwonego w 4 zakresach pomiarowych.Zastrzezenia patentowe 1. Elektroniczny miernik promieniowania optycz¬ nego skladajacy sie ze wzmacniacza, mdkroampe- romierza magnetoelektryczneigo oraz ogniw foto^ metrycznych i termoeiementowych, znamienny tym, ze odwracajace wejiscie wzmacniacza (A) jelst za posrednictwem rezystora wzorcowego (Rz) dolajczo- ne do jednego z wyjsc dzielnika napieciowego,, zlo¬ zonego z rezystorów (Ri ... Rn) polaczonych ze so¬ ba szeregowo i dolaczonych do wyjscia wymie¬ nionego wzmacniacza, przy czym rezystor wzorco¬ wy (Rz) jest dolaczony do wyjsc dzielnika za po¬ moca przelacznika (Pi) pozwalajacego zmiienic czulosc pradowa ukladu przy przelaczeniu .zakre¬ sów pomiarowych miernika. '...."'5 121997 6 2. Elektroniczny mierntfk wedlug zaslrz. 1, zna¬ mienny tym, ze posiada drugi przelacznik (Pa) przelaczajacy rezystory (Ra ..-Rk) laczace mikro- amperomierz magnetoeiletryiczny (M) z wyjsciem wzmacniacza (A), umozliwiajac dopasowanie czu¬ losci ukladoi elektronicznego do wydajnosci pra¬ dowej róznych ogniw fotometrycznych i termo- elettnenitowych. 3. Elektroniczny miernik wedlug zastrz. 1, zna¬ mienny tym, ze posiada trzeci przelacznik (Pt) ^wlaczajacy szeregowy rezystor (Rs) pomiedzy ogni¬ wa termoeHementowe i wejscie wzmacniacza (A), zamieniajac wejscie pradowe ukladu elektronicz¬ nego na wejscie o okreslonej czulosci napieciowej. 4. Elektroniczny miernik wedlug zastrz. 1 albo 5 2 albo 3, znamienny tym, ze trzeci przelacznik (Pt) wlaczajacy rezystor (Rs) na wejscie wzmacniacza (A) jest mechanicznie sprzezony z drugim prze¬ lacznikiem (P«) przelaczajacym rezystory (RA.» Rk) wlaczone pomiedzy wyjscie wymienionego wzmac- 10 niaoza i mikroamperomierz magnetoelektryczny (M). PL