SU1060954A1 - Автоматический пол риметр - Google Patents

Abstract

АВТОМАТИЧЕСКИЙ ПОЛЯРИМЕТР, содержащий спектральный источник излучени  и последовательно расположенные по ходу луча пол ризатор, кювету дл  образца, анализатор, жестко соединенный с ротором датчика угловых перемещений, и фотоприемник, св занг ный через узкополосный усилитель с двигателем, соединенным с анализатором , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений , в него дополнительно введены диафрагма с двум  отверсти ми, две полуволновые пластинки, кажда  из которых распсшожена за отверстием диафрагмы,и модул тор, расположе сные последовательно по ходу луча после -пол ризатора генератор, подсоединен;ный к модул тору, синхронный детектор. вход которого соединен с выходом уз-, кополосного усилител , .а опорный вход соединенс генератором, интег .ратор, вход которого соединен с выходом синхронного детектора, блок управлени  двигателем, вход которого соединен с выходом интегратора, уси .литель мощности, вход которого соединен с выходом блока управлени  двигателем , а выход - с двигателем, индикатор нул , вход которого соединен с выходом интегратора, дифференциальный усилитель посто нного тока, вход которого соединен с интегратором, первый аналого-цифровой преобразователь , вход которого.соединен с выходом дифференциального усилител  посто нного тока, сумматор, вход которого соединен с выходом первого аналого-цифрового преобразовател , предварительный усилитель, вход кото-§ рого соединен с выхрдом датчика угловых перемещений, второй аналогоцифровой преобразователь, вход которого соединен с выходом предвар тель05 ного усилител , причем выход второго аналого-цифрового преобразовател  соединен с вторым входом суммато:о .ра, цифровое индикаторное устройство , вход которого соединен с выходом су№1атора.

Description

Изобретение относитс  к приборостроению , а именно к приборам дл  измерени  угла вращени  плоскости пол ризации света, и может быть использозано при физико-химических ис ,оледовани х или анализе материалов, обладающих оптической активностью. I Известен автоматический пол риметр , содержащий спектральный источник излучени , пол ризатор-модул тор излучени  по колебани м его азимута пол ризации, анс1лизатор с рычажным механизмом поворота, фотоэлектронное отсчетное устройство с кодирующим диском, прецизионный вин товой редуктор сподвижной кареткой фотоприемник и двигатель ij . Недостатком данного автоматического пол риметра  вл етс  невысока  точность измерений вследствие применени  рычажно-кулачковой передачи дл  преобразовани  угловых перемещений . . .. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  автоматический пол риметр, содержащий спектральный источник излучени  и последовательно расположенные по ходу луча пол ризатор, кювету дл  образца, анализатор, жест ко соединенный с ротором датчика угловых перемещений, и фотоприемник, св занный через узкополосный усилитель с двигателем, соединенным с ана лизатором 2 . Недостаток известного пол риметра невысока  точность измерений. Цель изобретени  - повышение точности измерени  угла вращени  плоскости пол ризации света оптически активными веществами. Цель достигаетс  тем, что в автоматический пол риметр, содержащий спектральный источник излучени  и по следовательно расположенные по ходу дача пол ризатор, кювету дл  образца , анализатор, жестко соединенный с ротором датчика угловых перемещений и фотоприемник, св занный через узкополосный усилитель с двигателем, соединенным с анализатором, дополнительно введены диафрагма с двум  отверсти ми , две полуволновые пластинки , кажда  из которых расположена за отверстием диафрагмы, и модул тор расположенные пос;1едовательн6 по ходу луча после пол ризаторагенератор подсоединенный к модул тору, синхрон ный детектор, вход которого соединен с выходом уз :ополосного усилител , а опорный вход соединен с генератором интегратор, вход которого соединен с выходом синхронного детектора, блок УПравленй/1 двигателем, вход которого соединен с выходом интегратора, усилитель мс цности, вход которого соединен с выходом блока управлени  двигателем, а выход с двигателем, индикатор нул , вход которого соединен с выходом интегратора, дифференциальный усилитоль посто нного тока, вход которого соединен с интегратором, первый аналого-цифровой преобразователь, вход которого соединен с выходом дифференциального усилител  посто нного тока, сумматор, вход которого соединен с выходом первого ан алого-цифрового преобразовател , предварительный усилитель, вход .которого соединен с выходом датчика угловых перемещений, второй аналого-цифровой прёобразова .тель, вход которого соединён с выходом .предварительного усилител , приteMf . выход второго аналого-цифрового преобразовател  соединен с вторым входом сумматора, цифровое индикаторное устройство, вход которого соединен с выходом сумматора. На чертежеИзображена структурна  схема пол риметра. Пол риметр содержит источник излучени  1, монохроматор 2, оптическую систему 3, линейный пол ризатор 4, диафрагму с двум  отверсти ми 5, полуволновые анизотропные пластины б, модул тор 7, генератор 8, кювету дл  образца 9, -.анализатор 10, жестко соединенный с ротором 11 датчика угловых перемещений 12, фотоумножитель 13, узкополосный усилитель 14, синхронный детектор 15, .интегратор 16, индикатор нул  17, блок управлени  двигателем 18,. усилитель мощности 19, электродвигатель с редуктором 20, предварительный усилитель 21, аналого-цифровой преобразователь 22, сумматор 23, дифференциальный усилитель посто нного тока 24, аналого-цифровой преобразователь 25 и цифровое индикаторное устройство 26. Пол риметр работает следующим образом . Световой поток от источника спектрального излучени  1 проходит через монохроматор 2 и оптической системой 3формируетс  в параллельный пото.к. Линейно пол ризованный пол ризатором 4световой поток с азимутом главной плоскости пол ризации, условно прин тым за нулевой, раздел етс  диафрагмой 5 на два идентичных световых потока 3 и 2 которые, проход  через полуволновые анизотропные пластины 6, измен ют свои плоскости пол ризации на равные и противоположно направленные углы ( и 2 соответственно относительно главной плоскости пропускани  линейного пол ризат ора 4. Модул тор 7, управл ем мый генератором 8, осуществл ет синусоидальную синхронную модул цию азимутов плоскостей пол ризации све .товых потоков и З . Промодулиро анные световые потоки пропускают

через кювету дл  образца 9, анализа ,тор 10 и подают на фотоумножитель 13

При прохождении световых потоков , и 2 через анализатор 10 модул ци  по азимуту плоскостей пол ризации преобразуетс  в модул цию по интенсивности .,

Интенсивности каждого световогЬ потока содержат посто нные составл ющие и переменные, кратные частоте модул ции.

Составл ющие первых гармоник ин тенсивностей световых потоков 3i и 2 на фотокатоде фотоумножител  13 при скрещенном положении анализатора 10 и пол ризатора 4 равны по BeJW4aне и противоположны по фазе, а суммарный сигнал по первым гармоникам , на выходе фотоумножител  равен нулю.

Отклонение а.на)шзатора 10 от скрещенного положени  вызывает одновре .менное и противоположное по направлению изменение амплитуд первых гармоник переменных составл ющих свето1эых потоков 3 и 32 .

Выходной сигнсьл с фотоумножител  jl-3 поступает на узкополосный усили- тель 14, который выдел ет суммарный сигнал первых гармоник.

Выделенный и усиленный сигнал подаетс  на вход синхронного детектора 15, на второй вход которого поступает опорное напр жение с генератора 8.

Выходной сигнал с синхродетекто ра 15, соответствующий величине и знаку отклонени  анализатора 10 от скрещенного положени  .с пол ризатором 4, подаетс  на интегратор 16. Выход интегратора 16 соединен с индикатором нул  17, который предназначен дл  -визуального контрол  скрещенного положени  анализатора 10 и |пол ризатора 4. Выход интегратора 16 соединен также с блоком управлени  18 двигателем, который вырабать)вает электрические сигналы управлени , пропорциональные сигналу рассогласовани .

Через усилитель мощности 19 сигналы управлени  поступают на шаговый . электродвигатель 20, который lioBopaчивает анализатор 10 до по влени  нулевого сигнала рассогласовани , т.е. до установкианализатора 10 в скрещенное положение по отношению к пол ризатору 4., ,

Сигнал с обмоток датчика угловых перемещений 12, усиленный предварительным усилителем 21 и преобразован .ный аигиюго-цифровым преобразователем 22, подаетс  на сумматор 23, н другой вход которого поступает сигнал с выхода интегратора 16, усиленный

дифференциальным усилителем посто нного тока 24 и преобразованный ана лого-цифровым преобразователем 25.

С выхода сумматора 23 сигнал в цифровой форме, соответствующей алгебраической сумме показаний датчика угловых перемещений 12 и сигнала рассогласовани  анализатора 10 от скрещенного положени  с пол ризатором 4, индицируетс  цифровым индикаторным

0 устройством 26, а также передаетс  на ЭВМ дл  последующей, обработки.

При введении в кювету 9 исследуемого оптически активного вещества нулевой сигнал рассогласовани  будет

5 не при скрещенном положении анализатора 10 и пол ризатора 4, а при положении , отличном от него на угол, равный углу вращени  плоскости пол ризсщии света оптически активным веществом. Направление угла вращени 

0 анализатора 10 определ етс  фазой переменной составл ющей первой гармоники светового потока, имеющего большую амплитуду.

Предлагаемое изобретение повышает

5 точность измерени  угла вращени  плоскости пол ризации света, оптически активными веществами и позвол ет расширить динамический диапазон изме . р емых углов.;

0

Разделение линейно пол ризованного излучени  на два идентичных потока, отклоненное плоскости пол ризации каждого потока на равные и противоположIHO направленные углы с последующей

5 синхронно модул цией азимутов плоскостей пол ризации каждого светового потока и пропускание через исследуемый двух световых потоков с последующим интегрированием обоих

0 световых потоков по интенсивности на фотокатоде фотоумножител  позвол ют автоматически проводить измерение угла вращени  плоскрсти пол ризации света оптически активными веществами

5 по нулевому суммарному сигналу первых гармоник. ..

Введение в пол риметр датчика , ловых перемещений, двух аналого-цифровых преобразователей, сумматора, дифференциального усилител  посто н0 ного тока, синхронного детектбра и интегратора позвол ет использовать угломерное отсчетное yciiporicTBO в качестве .системы грубого отсчета, ,а .. точный отсчет производить с помощью

5 электронных средств с погрешностью не менее одной угловой секунды, расширить дина1 ический диапазон измер в-, мых углов, уменьшить зависимость погрешности измерени  от величины угла

0 поворота анализатора и от ошибок двигател  с редуктором.

Claims (1)

1. АВТОМАТИЧЕСКИЙ ПОЛЯРИМЕТР, содержащий спектральный источник излучения и последовательно расположенные по ходу луча поляризатор, кювету для образца, анализатор, жестко соединенный с ротором датчика угловых перемещений, и фотоприемник, связан-г ный через узкополосный усилитель с двигателем, соединенным с анализатором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него дополнительно введены диафрагма с двумя отверстиями, две полуволновые пластинки, каждая из которых расположена за отверстием диафрагмы,и модулятор, расположенные последовательно по ходу луча после '-поляризатора генератор, подсоединен-; :ный к модулятору, синхронный детектор. 'вход которого соединен с выходом уз- ^! кополосного усилителя, а опорный вход соединен'с генератором, интег.ратор, вход которого соединен с выходом синхронного детектора, блок управления двигателем, вход которого соединен с выходом интегратора, усилитель мощности, вход которого соединен с выходом блока управления двигателем, а выход - с двигателем, индикатор нуля, вход которого соединен с выходом интегратора, дифференциальный усилитель постоянного тока, вход которого соединен с интегратором, первый аналого-цифровой преобразо- ф ватель, вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя £ постоянного тока, сумматор, вход „ которого соединен с выходом первого С аналого-цифрового преобразователя, _л предварительный усилитель, вход кото-К рого соединен с выходом датчика угловых перемещений, второй аналогоцифровой преобразователь, вход которого соединен с выходом предварительного усилителя, причем выход второго аналого-цифрового преобразователя соединен с вторым входом сумматора, цифровое индикаторное устройство, вход которого соединен с выходом сумматора. ·