SU1045003A1

SU1045003A1 - Photometer

Info

Publication number: SU1045003A1
Application number: SU823398552A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Петрович Захарченко; Сергей Фаустович Каминский; Анатолий Степанович Маркочев; Татьяна Борисовна Паранюк; Анатолий Антонович Яремчук
Original assignee: Предприятие П/Я Х-5827
Priority date: 1982-01-20
Filing date: 1982-01-20
Publication date: 1983-09-30

Abstract

ФОТОМЕТР, содержащий источник излучени , на оптической оси .которого последовательно установлены светоделитель и первый фотопреобразователь , выход которого соединен с входом регистратора, другой вход которого соединен с выходом второго фот/эпреобразовател ,оптически св занного через светоделитель с источником излучени , отличагощийс тем, что, с целью повышени достоверности результатов измерений, в него введены блок стабилизации излучени , дифференцирующее устройство и порогова схема, выход которой соединен с управл ющим входом рекистратора, а вход через дифференцирующее устройство соединен с источником излучени и с выходом блока стабилизации излучени , вход которого подключ ен „ к выходу второго фотрпреобразовател .,Щ (Л 4: СД со A photometer containing a radiation source on the optical axis of which a beam splitter and a first phototransducer are installed in series, the output of which is connected to the recorder input, the other input of which is connected to the output of the second phototransducer optically coupled to the radiation source through the beam splitter, in that in order to increase the reliability of the measurement results, a radiation stabilization unit, a differentiating device and a threshold circuit, the output of which is connected to the control rekistratora swing and input through a differentiating device connected to the radiation source and output stabilizing unit radiation input connected ene "to the output of the second fotrpreobrazovatel, G (A 4:. DM with

Description

.Изобретение относитс к контроль но-измерительной технике, а именно к -оптическим измерени м, и может 6taiTb использовано, например, дл лабораторных исследований и цеховых технологических измерений коэффицие тов отражени и пропускани оптичес ких деталей. I Известно устройство дл измерени коэффициентов отражени и пропускани , содержащее источник излучени , оптические элементы, фотоприемники, регистрирующие устройства или ycfрсЭйство индикации 1 . . Однако указанное устройство оеша дает низкой достоверностью результатов измерений из-за вли ни неста бильности выходной мощности источника излучени , что особенно сказываетс при измерени х многослойных диэлектрических высокоотражаю1дих (зеркальных) и антиотражающих (прюс вётл ющих) покрытий, где погрешност измерений не должна составл ть пор дка сотых долей процента. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс фо тометр содержащий источник излучени , на оптической оси которого пос ледовательно установлены светоделиталь и первый фотопреобраз.ователь, ваход которого соединен с входом регистратора, другой вход которого соединен с выходом второго фотопреоЬразовател , оптически св занного через светоделитель с источником излучени 2 . Недостаток известного устройства заключаетс в низкой достоверности результатов измерений из-за вли ни нестабильности мощности источника излучени . ; Цель изобретени - повьошение дос верности результатов измерений. Указанна цель достигаетс тем, что в фотометре, содержащем источник излучени , на оптической оси ко торого последовательно установленЕЛ светоделитель и первый фотопреобразователь , выход которого соединен с входом регистратора, другой вход ко торого соединен с выходом второго фотопреобразовател , оптически св занного через светоделитель с источ ником излучени , введены блок стаби лизации излучени , дифференцирующее устройство и порогова схема, выход которой соединен с управл ющим входом регистратора, а вход через диф ференциругацее устройство соединен с источником излучени и с выходом блока стабилизации излучени , вход которогр подключен к выходу второго фотопреобразовател . На чертеже показана блок-схема предлагаемого фотометра. Фотометр содержит источник 1 излучени , на оптической оси ко торого последовательно установлены светоделитель 2 и первый фотопреобразователь 3, выход которого соединен с входом регистратора 4, другой вход которого соединен с выходом второго преобразовател 5, оптически св занного через светоделитель 2 с источником 1 излучени , блок 6 стабилизации излучени , дифференцирующее устройство 7 и пороговую схему 8, выход которой соединен с управл ющим входом регистратора 4.. Вход пороговой схемы 8 через дифференцирующееустройство 7 соединен с источником 1 излучени и с выходом блока 6 стабилизации излучени , вход которого подключен к выходу второго Фотопреобразовател 5. Фотометр работает следующим образом . Световой поток от источника 1 излучени попадает на светоделитель 2 и раздел етс им на два луча опорный .и измерительный. Фотопреобразователь 3 преобразует энергию измерительного луча в электрический сигнал и усиливает его, а фотопреобразователь 5 - энергию опорного луча . Выходное напр жение фотопреобразовател 5 поступает -в блок б стабилизации излучени , где сравниваетс с высокостабильным напр жением источника образцового напр жени . Сигнал разности усиливаетс в блоке 6 . стабилизации излучени и подаетс на источник 1 излучени дл регулировани его напр жени питани . При этом напр жение питани источника 1 излучени измен етс так, чтобы скомпенсировать изменение выходного напр жени фотопреобразовател 5, вызванное изменением ВЕЛХОДНОЙ мощное-ти источника 1 излучени . Благодар этому поддерживаетс посто нство выходной мощности источника 1 излучени . В установившемс режиме скорость изменени сигнала на входе дифференцирующего устройства 7 небольша и его выходной сигнал недостаточен дл срабатывани пороговой схемы а. При нарушении режима стабилизации мощности источника 1 излучени в силу каких-либо внеш-. них или внутренних причин скорость изменени сигнала на выходе блока 6 стабилизации излучени возрастает и дифференцирующее устройство 7 выдает сигнал, достаточный дл срабатывани пороговой схемы 8. Срабатыва ние схемы 8 блокирует работу регистратора 4 на врем нарушени режима. стабилизации. Этим исключаетс возможность по влени недостоверных результатов измерений, т.е. сбоев.The invention relates to an instrumentation and control technique, namely to optical measurements, and may 6taiTb be used, for example, for laboratory research and shop technological measurements of the reflection and transmission coefficients of optical components. I A device for measuring reflection and transmission coefficients is known, which contains a radiation source, optical elements, photodetectors, recording devices, or ycfc. Display 1. . However, this device gives a low reliability of measurement results due to the influence of the instability of the output power of the radiation source, which is especially evident in measurements of multilayer dielectric highly reflective (specular) and antireflection (coating) coatings, where the measurement error should not be dva hundredths of a percent. The closest to the proposed technical entity is a photometer containing a radiation source, on the optical axis of which the divider and the first phototransducer are installed, the input of which is connected to the recorder input, the other input is connected to the output of the second phototransmitter optically coupled through the beam splitter with a radiation source of 2. A disadvantage of the known device is the low reliability of the measurement results due to the influence of the instability of the power of the radiation source. ; The purpose of the invention is to improve the accuracy of the measurement results. This goal is achieved in that in a photometer containing a radiation source, on the optical axis of which a beam splitter and a first phototransducer are installed, the output of which is connected to the input of the recorder, another input of which is connected to the output of the second phototransducer optically connected via a beam splitter to the source radiation stabilization unit, a differentiating device and a threshold circuit, the output of which is connected to the control input of the recorder, and the input through differential its device connected to the radiation source and the output stabilizing unit radiation kotorogr input connected to the output of the second phototransducer. The drawing shows the block diagram of the proposed photometer. The photometer contains a radiation source 1, on the optical axis of which a beam splitter 2 is installed and the first phototransducer 3, the output of which is connected to the input of the recorder 4, the other input of which is connected to the output of the second converter 5, optically connected to the beam splitter 2, the radiation source 1, unit 6, a radiation stabilizer, a differentiating device 7 and a threshold circuit 8, the output of which is connected to the control input of the recorder 4 .. The input of the threshold circuit 8 through the differentiating device 7 is connected to and The source of radiation 1 and with the output of the radiation stabilization unit 6, the input of which is connected to the output of the second Photovoltaic Converter 5. The photometer operates as follows. The luminous flux from the radiation source 1 hits the beam splitter 2 and it divides the reference beam and the measuring beam into two beams. The phototransducer 3 converts the energy of the measuring beam into an electrical signal and amplifies it, and the phototransducer 5 converts the energy of the reference beam. The output voltage of the transducer 5 is supplied to the radiation stabilization unit b, where it is compared with the highly stable voltage of the source of the reference voltage. The difference signal is amplified in block 6. radiation stabilization and is fed to radiation source 1 to regulate its supply voltage. In this case, the supply voltage of the radiation source 1 is changed so as to compensate for the change in the output voltage of the photoconverter 5, caused by a change in the high power of the radiation source 1. Due to this, the output power of the radiation source 1 is maintained. In the established mode, the rate of change of the signal at the input of the differentiator 7 is small and its output signal is insufficient to trigger the threshold circuit a. In case of violation of the mode of stabilization of the power of the radiation source 1 due to any external-. For these or internal reasons, the speed of the signal at the output of the radiation stabilizing unit 6 increases and the differentiating device 7 outputs a signal sufficient to trigger the threshold circuit 8. The operation of the circuit 8 blocks the operation of the recorder 4 for the duration of the violation. stabilization. This eliminates the possibility of unreliable measurement results, i.e. failures.

Регистратор 4 производит одновременное преобразование аналоговых сигналов фотопреобразователей 3 и 5 в цифровую форму и определ ет отношение сигнала фотопреобразойател 3 к сигналу фотопреобразовател 5. Благодар этому осуществл етс дальнейшее подавление нестабильности мощности излучени источника 1, так как флуктуаци сигналов фотопреобразователей .3 и 5 вызвана однОй и той. же причиной - нестабильностью мощности излучени источника 1 .The recorder 4 simultaneously converts the analog signals of photoconverters 3 and 5 into digital form and determines the ratio of the signal of the photoconverter 3 to the signal of the photovoltaic converter 5. This further suppresses the instability of the radiation power of the source 1, as the fluctuation of the photovoltaic signals. that the same reason is the instability of the radiation power of the source 1.

Дл уменьшени случайных составл ющих погрешности измерений регистг ратор 4 осуществл ет усреднение результатов измерений путем определени средних значений. -После усреднени результат измерени отображаетс на регистраторе 4.In order to reduce the random components of the measurement errors, the register 4 performs averaging of the measurement results by determining the average values. - After averaging, the measurement result is displayed on the recorder 4.

Вначале при отсутствии исследуемого объекта в измерительном канале путем регулировки выходного сигнала фотопреобразовател 3 на регистраторе 4 получают отсчет равный 100%.First, in the absence of the object under study in the measuring channel, by adjusting the output signal of the photoconverter 3 on the recorder 4, a reading of 100% is obtained.

(ри этом будет достигнуто равенство сигналов на выходах фотопреобразователей 3 и 5. Потом между светоделителем 2 и фотопреобразователем 3 (в измерительном канале) помещают исследуемый объект и по окончании изме рительного цикла регистратор 4 будет иЕ1дицировать значение измер емого параметра в процентах. При этом дл измерени коэффициента отражени 0 на фотопреобразователь 3 необходимо направить луч, отраженный исследуемым объектом, а дл измерени коэффициента пропускани - луч, прошедший через него.(In this case, the signals at the outputs of photoconverters 3 and 5 will be achieved equally. Then, the object under study is placed between the beam splitter 2 and photoconverter 3 (in the measuring channel), and at the end of the measuring cycle, the recorder 4 will measure the measured parameter in percent. reflection coefficient 0 to the phototransducer 3, it is necessary to direct the beam reflected by the object under study, and to measure the transmittance - the beam passing through it.

5 Изобретение позвол ет повысить достоверность измерений фотометрических параметров в оптической промышленности за счет уменьшени вли ни ;нестабильности мощности излучени Q источника и вли ни на конечный результат случайной составл ющей пог .;решности измерений, а также за счец исключени достоверных результатов измерений.5 The invention makes it possible to increase the reliability of measurements of photometric parameters in the optical industry by reducing the influence, the instability of the radiation power of the Q source and the effect on the final result of the random component, the determination of measurements, as well as the exclusion of reliable measurement results.

Claims

A PHOTOMETER containing a radiation source, on the optical axis of which a beam splitter and a first photoconverter are sequentially mounted, the output of which is connected to the input of the recirculator, the other input of which is connected to the output of a second photoconverter, optically coupled through a splitter with a radiation source, and with the fact that, in order to increase the reliability of the measurement results, a radiation stabilization unit, a differentiating device and a threshold circuit, the output of which is connected to the control input the odometer and the input through a differentiating device is connected to the radiation source and to the output of the radiation stabilization unit, the input of which is connected to the output of the second photoconverter., <g