SU1383105A1 - Двухлучевой фотометр - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике измерени  фотометрических параметров . Цель изобретени  - повышение надежности. Фотометр содержит первый источник модулированного света 1, эталонный и измерительный тракты 3, 4, первый фотопреобразователь 7 с регулируемым коэффициентом преобразовани , подключенный к одному из входов вычитающего устройства 9, к другому В.ХОДУ которого подключен источник опорного напр жени  11 через первый коммутатор 10 электрических сигналов . Выход вычитающего устройства 9 соединен с входом первой схемы сравнени  12, а ее выход - с управл ющим входом первого фотопреобразовател  7. Новым в фотометре  вл етс  наличие второго источника модулированного счета 2, подключенного к входу эталонного тракта 4, второго фотопреобразовател  8, входы которого через дополнительные оптические тракты св заны с первым 1 и вторым 2 источниками ,второго электрического коммутатора 14, вход которого соединен с выходом второго фотопреобразовател  8, второй схемы сравнени  15 с делителем 16, подключенным к одному из ее входов. Второй вход этой схемы сравнени  подключен к одному из выходов второго коммутатора 14, другой выход которого соединен с делителем 16. Выход второй схемы сравнени  15 через усилитель 18 и третий коммутатор 17 соединен с входом второго источника света 2, а выход вычитающего устройства 9 через четвертый коммутатор 13 соединен с вторым входом первой схемы сравнени  12. 1 ил. (Л со 00 00 о СП

Description

Изобретение относитс  к области приборостроени , а более конкретно к технике измерени  фотометрических нараметров, и может быть использова- но дл  измерени  коэффициентов нро- нускани , отражени , рассеивани  и других характеристик среды или объектов.

Целью изобретени   вл етс  повы- шение надежности фотометра.

На чертеже дана схема фотометра с двум  источниками.

Фотометр содержит источники 1 и 2 модулированного света, измерительный 3, эталонный 4 и два дополнительных тракта 5 и 6. Свет от источников 1 и 2 через измерительный и эталонный тракты поступает на фотопреобразователь 7, а через дополнительные трак- ты - на фотопреобразователь 8. Выход фотопреобразовател  7 соединен с одним из входов вычитающего устройства 9, к второму входу которого подключен через коммутатор 10 источник 11 опорного напр жени . Выход вычитающего устройства 9 соединен с вторым входом схемы 12 сравнени  непосредственно , а с первым - через коммутатор 13. Выход схемы 12 сравнени  соединен с управл ющим входом фотопреобразовател  7.

Выход фотопреобразовател  8 через коммутатор 14 соединен с входами схемы 15 сравнени , на втором входе ко- торой установлен делитель 16. Выход схемы 15 сравнени  через коммутатор 17 и усилитель 18 соединен с управл ющим входом регулируемого источника 2 света.

В схемах 12 и 15 сравнени  первые входы выполнены с запоминанием уровн  сигнала на период коммутации.

Фотометр работает следующим образом .

На фотопреобразователи 7 и 8 поступает непрерывна  последовательност световых импульсов от источника 1 света через измерительный 3 и дополнительный 6 тракты соответственно.

Выходной сигнал фотопреобразовател  7 в виде напр жени  поступает на вход вычитающего устройства 9.

В этот период коммутации все коммутаторы , так как они работают син- хронно, наход тс  в положении I, поэтому на оба входа схемы 12 сравнени и на измерительньй вькод фотометра подаетс  напр жение, пропорциональ-

ное световому потоку измерительного тракта

Ufibix де Ф„,

Ч Ф f : к

И| ф

(1)

световой поток от источника 1 спета;

коэффициент пропускани  измерительного тракта; коэффициент преобразовани  фотопреобразовател  7.

В этот же период коммутации выходной сигнал фотопреобразовател  8 поступает на первый вход схемы 15 сравнени  и равен

с иГКаГК.р,,

(2)

где К

1

коэффициент передачи дополнительного тракта 6;

Кда - коэффициент преобразовани  фотопреобразовател  В.

При истечении периода коммутации все коммутаторы устанавливаютс  в положение II: коммутатор 17 включает источник 2 света, коммутатор 10 подключает по входу вычитающего устройства 9 источник 11 опорного напр жени , коммутатор 13 отключает выход фотометра от первого входа схемы 12 сравнени , а коммутатор 14 переключает выход фотопреобразовател  8 с первого входа схемы 15 сравнени  на вход делител  16.

При этом сигнал на выходе фотопреобразовател  7, т.е. и на входе вычитающего устройства 9, определ етс  суммой световых потоков из измеритель ного и эталонного трактов

и, (и.,,. К,)-К,, (3)

где VCI световой поток от источника 2 света;

К - коэффициент передачи эталонного тракта.

Следовательно, на втором входе схемы сравнени  напр жение равно

.,,-Уоп. ()

где и - опорное напр жение источника 11.

На выходе фотопреобразовател  8, т.е. на входе делител  16, сигнал определ етс  суммой световых потоков из дополнительных трактов

i, .(, .-K. V

где KQJ коэффициент передачи дополнительного тракта 5. На выходе делител  сигнал равен

) 1 Uj- и , а на выходе схемы 15

сравнени 

ли и, - и, (6)

где ди - сигнал небаланса, действую

щий на входе усилител . Подставл   и с из. (2), получим

ли |(Ф„,- К,.), (7)

Световой поток источника 2 регулируетс  изменением напр жени  на его управл ющем входе, соединенном с выходом усилител  18, и определ етс  по выражению

г ,

(8)

где K. - коэффициент усили  усилител ; Kj,2 - коэффициент преобразовани 

источника 2 света,

Подставл   из этого вьфажени  значение Uи в выражение (7), после несложных преобразований получим

IIIIIX-IIIIITiir

(

Задава сь значением при котором первое слагаемое в знаменателе этого выражени  станет пренебрежимо малым, получим

ф Р, . Sti. г Ui к.

Подставл   в (4) найденное значение Pu-i , получим

2 Ри/ - Igt а на выходе схемы 12 сравнени 

ли, ,, Ф„ .к,.к,-и„, .(i2)

Это напр жение подаетс  на управ Л ющий вход фотопреобразовател  7, при этом его коэффициент преобразовани  К а,, измен етс  до пначеиип, при котором соблюдаетс  раврпстно

--Kg KcJ,, - UQ ,

ч.

поэтому

10

%/S. ° -к-- 1

(13)

Подставл   произведение К в выражение (1), получим статическую характеристику фотометра в виде

UBWX оп к„, Kg

(U)

20 25

jO

, Q

45

50

i2)

55

Преимуществами предлагаемого фотометра  вл етс  повышенна  надежность, котора  достигаетс  исключением подвижных механических устройств дл  коммутации световых потоков, что при исполнении коммутаторов в виде полупроводниковых ключей позвол ет полностью исключить подвижные механические и контактные элементы в конструкции фотометра.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Двухлучевой фотометр, содержащий первый источник модулированного света , эталонный и измерительный тракты, первьй фотопреобразователь с регулируемым коэффициентом преобразовани , первую схему сравнени , источник опорного напр жени , первый коммутатор электрических сигналов и вычитающее устройство, с одним из входов которого соединен выход фотопреобразовател , а с другим - источник опорного напр жени  через первый коммутатор электрических сигналов, выход вычитающего устройства соединен с одним из входов первой схемы сравнени , выход которой соединен с управл ющим входом первого фотопреобразовател , оптически св занного с источником света через измерительньш тракт, о т- ли чающийс  тем, что, с целью повьш1ени  надежности устройства, в него дополнительно введены второй источник модулированного света, второй фотопреобразователь, первый и второй дополнительные эталонные оптические тракты, второй, третий и четвертый электрические коммутаторыJ усилитель, втора  схема срапнени .

   513831056

   один из входов которой электрическилонный тракт с первым фотопреобразо- соединен с одним из выходов второгователем и через первый дополиитель- коммутатора, второй вход схемы срав-ный эталонный тракт - с вторым фотонени  подключен к второму выходу преобразователем, вход которого че- второго коммутатора, вход которогорез второй дополнительный эталонный соединен с выходом второго фотопреоб-тракт св зан с первым источником све- разовател , выход второй схемы срав-та, выход вычитающего устройства нени  через третий коммутатор и уси-через четвертьш комм татор соединен литель соединен с вторым источником юс вторым входом первой схемы сравне- света, оптически св занным через эт -ни .