SU1511601A1 - Датчик теплового и оптического излучени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам дл  регистрации тепловых и оптических потоков излучени . Цель изобретени  - увеличение чувствительности, повышение точности и расширение пределов измерений. Датчик содержит индуктивный элемент в виде реактивного МДП-фототранзистора 3, а также конденсатор 6, МДП-транзистор 4, резисторы 7, 8 и 9, источник питани  10, конденсатор 5, фотодиоды 1 и 2. Изменение интенсивности теплового (оптического) излучени  вызывает изменение эквивалентной индуктивности фототранзистора 3 и емкости фотодиодов 1 и 2, что приводит к изменению частоты гармонических колебаний на выходе. Соответствующий выбор напр жени  на выходе источника 10 обеспечивает линеаризацию функции преобразовани . 1 ил.

Description

сл

Од

3151

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам дл  регистрами тепловых и оптическшс потоков из- лучени , и может быть испо-льзовано в качестве чувствительного элемента измерительного прибора, например в фотометре.

Цель изобретени  - увеличение Чувствительности, повышение точности и распшрение пределов измерений.

На чертеже изображена элек тричес- ка  схема предлагаемого датчика.

Датчик содержит первый 1 и второй 2 фотодиоды, реактивный МДП-фототран зистор 3, ЩП-транзистор 4, первый 5 и второй б конденсаторы, первый 7, второй 8 и третий 9 резисторы и источник 10 питани . Входом датчика Явл ютс  первый 1 и второй 2 фотодиоды а та1сже реактивны-й МДП-фототранзи- стор 3, предназначенные дл  воспри - ти  измер емого потока излучени . Выход датчика образован соединением первого фотодиода 1, истока реактивного МДП-фототранзистора 3 и общей Шиной, Анод второго фотодиода 2 подключен к аноду первого фотодиода 1, катод которого подкл1о а:ен к истоку реактивного М,ЦП-фототранзистора 3 и первому выводу первого конденсатора 5j катод второго фотодиода 2 подключен к первому выводу первого резистора 7, истоку ВДП-транзистора 4 и стоку реактивного МДП-(}ютотран- зистора 3, затвор которого подклю- |чен к затвору МДП-транзистора 4, пер ;Бому выводу второго резистора 8, пер , вому выводу второго конде 1сатора б и первому полюсу источника 10 пита- 1ШЯ (отридательному дл  ВДП-транзи- еторов с р-каналом и положительному дл  приборов с п каналом), Сток ВДП- транзистора 4 подключен к второму выводу второго резистора 8 и первому выводу третьего резистора 9, вторые выводы первого .5 и второго 6 конденсаторов, первого 7 и третьего 9 резисторов и второй полюс источника 10 питани  (положительны дл  ЩП-транзисторов с р-каналом и отрицательный дл  приборов с п-кана- лом) подк. поченз к общей ип-ше.

Реактивный МДП-фототранзистор 3 предназ}гачен дл  преобразовани  приращени  температуры (освещенности) изменение эквивалентной индуктивности измерительного колебательнох о

5 0 5 0 5 0 с

0

5

контура ВДП-транзистор 4 г дл  повышени  стабильности частоты гене- . Конденсатор 5 выполн ет функцию емкости положительной обратной св зи по переменному н пр жению, номинал его выбирают из, вьтолнени  услови  баланса фаз, Конденсатор б шунтирует выход источника 10.питани . Резисторы 7-9 задают режим работы активных элементов схемы по посто нному напр жению, их номиналы выбирают из услови  баланса амплитуд оптически (термически) перестраиваемого генератора. Источник 10 питани  предназначен дл  задани  режима работы активных элементов схемы и линеари- задии выходной характеристики путем выбора напр жени  на выходе,

работает следующим -образом

В начальный момент времени измерительный колебательный контур, образо,- ваннн)й параллельш м соединением перехода сток -исток реактивногоВДП-фото- транзистора 3 и фотодиодозз 1 и 2, находитс  под воздействием определенного фиксированного значени  теплового (оптического) излучени , в результате чего на выходе источника 10 питатш  имеетс  напр же1гше определенной величины, которому соответствует определенна  активна  проводимость первого 1 и второго 2 фотодиодов ., реактивного МДП-фототранзистора 3 и ВДП-транзистора 4, а на выходе датчика присутствуют гармонические колебани , определ емые резонансной частотой указанного измерительного колебательного контура, котора д в свою очередь, зависит от начальных значений эквивалентной индуктивности перехода исток - сток реактивного ВДП-(:Ьототранзистора 3 и емкости по- следовательного соединешэд первого 1 и второго 2 фотодиодов. Изменение (увеличение) инт енсивности теплового (оптического) излучезда  вызывает изменение (увеличение) эквивалентной и ндуктивности перехода исток - сток реактивного ЩЩ-фототранзисто™ ра 3 и емкости последовательного соедине1ш  первого 1 и второго 2 фотодиодов, следствием чего  вл етс  изменение (уменьшение) резонанс- . ной частоты измерительного колебательного контура, что приводит в конечном итоге к изменению (уменьшению ) частоты гармонических колебаний

5 .15

на выходе датчика. Выбором напр жени  на выходе источника 10 питани  можно регулировать степень линейности выходной характеристики, т.е. осуществл ть линеаризацию функции преобразовани .

Использование предлагаемого датчика существенно расшир ет диапазон измер емых интенсивностей теплового (оптического) излучени , при этом увеличиваетс  чувствительность и точность преобразовани  информативного параметра за счет выполнени  индуктивного элемента измерительного колебательного контура в виде реактивного ВДП-фототранзистора, изменени  эквивалентной индуктивности которого совместно с изменением емкости последовательного соединени  фотодиодов обеспечивает эффективную перестройку частоты на выходе, а также за счет реальной возможности линеаризации функции преобразовани  путем выбора напр жени  на выходе источника 10 питани . Форму л.а изобретени 

Датчик теплового и оптического излучени , содержащий два встреч16016

но включенных фотодиода, первьй конденсатор и индуктивньш элемент, подключенный параллельно фотодиодам аноды которых соединены, при этом катод первого фотодиода подключен к первому выводу первого конденсатора второй вывод которого подключен к общей шине устройства, о т л и ч а

jQ ю щ и и с   тем, что, с цепью увеличени  чувствительности, повышени  точности и расширени  пределов измерений , в него введены МДП-транзи- стор, второй конденсатор, источник

J5 питани  и резистор, а индуктивный

элемент выполнен в виде реактивного ВДП-фототранзистора, причем катод первого фотодиода подключен к истоку реактивного МДП-фототранзистора,

20 катод второго фотодиода подключен к первому выводу резистора, истоку ВДП-транзистора и стоку реактивного МДП-фотфтранзистора, затвор которого подключен к стоку и затвору ВДП-тран25 зистора, первому выводу второго конденсатора и первому полюсу источника питани , вторые выводы второго конденсатора , резистора и второй полюс источника питани  подключен к общей

2Q шине.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Датчик теплового и оптического излучения, содержащий два встречно включенных фотодиода, первый конденсатор и индуктивный элемент, подключенный параллельно фотодиодам, 5 аноды которых соединены, при этом катод первого фотодиода подключен к первому выводу первого конденсатора, второй вывод которого подключен к общей шине устройства, о т л и ч а- . ю щ и й с я тем, что, с цепью увеличения чувствительности, повышения точности и расширения пределов измерений, в него введены МДП-транзистор, второй конденсатор, источник 15 питания и резистор, а индуктивный элемент выполнен в виде реактивного ВДП-фототранзистора, причем катод первого фотодиода подключен к истоку реактивного ВДП-фототранзистора, 20 катод второго фотодиода подключен к первому выводу резистора, истоку ВДП-транзистора и стоку реактивного ВДП-фотртранзистора, затвор которого подключен к стоку и затвору ВДП-тран25 зистора, первому выводу второго конденсатора и первому полюсу источника питания, вторые выводы второго конденсатора, резистора и второй полюс источника питания подключен к общей 30 “л*¹⁶·