SU64646A1

SU64646A1 - Photoelectric device

Info

Publication number: SU64646A1
Application number: SU2495A
Authority: SU
Inventors: А.М. Гуревич; И.Г. Кесаев
Original assignee: А.М. Гуревич; И.Г. Кесаев
Priority date: 1941-01-18
Filing date: 1941-01-18
Publication date: 1944-11-30

Description

Предметом данного изобретени вл етс фотоэлектрическое устройство , содержащее фотоэлемент с внешним фотоэффектом. В таком устройстве, с целью получени выходного напр жени , пропорционального логарифму фототока , согласно изобретению, предлагаетс фотоэлемент включать последовательно с диодом, работающим в режиме тормоз щего пол , и выходное напр жение (подаваемое , например, к электрометру или электронному вольтметру) снимать с диода.The subject of this invention is a photovoltaic device containing a photocell with an external photoelectric effect. In such a device, in order to obtain an output voltage proportional to the logarithm of the photocurrent according to the invention, it is proposed to connect a photocell in series with a diode operating in a field decelerating mode and output voltage (supplied, for example, to an electrometer or electronic voltmeter) from the diode .

С целью получени напр жени , пропорционального логарифму отношени фототоков двух фотоэлементов , может быть применен двойной диод, половины которого включаютс последовательно с фотоэлементами и с анодов снимаетс выходное напр жение.In order to obtain a voltage proportional to the logarithm of the ratio of the photocurrents of two photocells, a double diode can be applied, half of which are connected in series with the photoelectric cells and the output voltage is removed from the anodes.

В таком устройстве может быть применен триод, на сетку которого подаетс выходное напр жение и который работает в режиме, соответствующем экспоненциальной части анодной характеристики, с целью получени напр жени , пропорционального отношению фототоков .In such a device, a triode can be applied, to the grid of which the output voltage is applied and which operates in a mode corresponding to the exponential part of the anode characteristic, in order to obtain a voltage proportional to the ratio of photocurrents.

Изложенна сущность изобретени по сн етс чертежом, на фиг. 1, 2 и 3 которого изображены различные варианты предлагаемого устройства.The foregoing summary is illustrated in FIG. 1, 2 and 3 which depict various versions of the proposed device.

Схемы по фиг. 1 и 2 позвол ют получить на выходе прибора напр жение (ток), пропорциональное логарифму фототока.The diagrams of FIG. 1 and 2 allow a voltage (current) at the output of the device to be proportional to the logarithm of the photocurrent.

Принцип действи прибора основан на использовании зависимости Максвелла-Больтцмана между термоэлектронным током IT и тормоз щей разностью потенциалов U между электродамиThe principle of operation of the device is based on the use of the Maxwell-Boltzmann dependence between the thermionic current IT and the braking potential difference U between the electrodes.

кТCT

и -(300- -) In IT--const, еand - (300- -) In IT - const, e

котора соблюдаетс дл диода з определенных пределах токов. Эти токи оказываютс нормальными (рабочими) дл существующих типов фотоэлементов с внещним фотоэффектом . Таким oбpaзo при освещении фотоэлемента 1, включенного последовательно с диодом 2, как показано на фиг. 1, между электродами диода 2 автоматически устанавливаетс разность потенциалов:which is observed for a diode within certain limits of the currents. These currents are normal (working) for existing types of photocells with external photoelectric effect. Thus, when lighting a photocell 1, connected in series with diode 2, as shown in FIG. 1, a potential difference is automatically established between the electrodes of the diode 2:

и а - b InJT а - Ъ 1п1ф(1)and a - b InJT a - b 1p1f (1)

где 1ф - фототек, а и и -посто нные . При этом на аноде диода сохран етс отрицательный потенциал , несмотр на обратное направление внешней э.д.с. (батареи). При увеличении освещени фотоэлемента 1 отрицательный потенциал анода (диода) снижаетс по логарифмическому закону, изображаемому выражением (1). Разность потенциалов между электродами может быть измерена с помощью электрометра (фиг. 1) или с помощью усилительной лампы 3 (фиг. 2). В последнем случае лампа не должна иеть заметных сеточных токов (элекмронного и ионного).where 1f is a photocurrent, and and-are permanent. In this case, a negative potential is retained at the diode anode, despite the reverse direction of the external emf. (batteries). With increasing photocell illumination 1, the negative potential of the anode (diode) decreases according to a logarithmic law, represented by expression (1). The potential difference between the electrodes can be measured using an electrometer (Fig. 1) or using an amplifier lamp 3 (Fig. 2). In the latter case, the lamp should not have noticeable grid currents (electron and ion).

Эти схемы могут найти применение на практике, например в качестве денситометра-дл измерени оптических плотностей прозрачных и непрозрачных сред-и во всех случа х, когда представл ет интерес получение логарифма измер емой величины.These schemes can be applied in practice, for example, as a densitometer for measuring the optical densities of transparent and opaque media, and in all cases where it is of interest to obtain the logarithm of the measured quantity.

Схема по фиг. 3 служит д,л измерени логарифма отношени или непосредственно отношени фототоков и может быть названа „фотоэлектронным логометром.The circuit of FIG. 3 serves as the d, l measurement of the logarithm of the ratio or the ratio of the photocurrents directly and can be called a photoelectric meter.

Потенциал каждого анода двойного диода 2 (например, типа 6X6) относительно катода мен етс логарифмически в зависимости от фототока соответствующего фотоэлемента 1. Разность потенциалов между анодами, подаваема на сетку триода 3, пропорциональна логарифму отношени фототоков i и i,:The potential of each double-diode anode 2 (for example, type 6X6) relative to the cathode varies logarithmically depending on the photocurrent of the corresponding photocell 1. The potential difference between the anodes applied to the grid of triode 3 is proportional to the logarithm of the photocurrent i and i:

Ui - Us kln + С,Ui - Us kln + C,

1212

тде k и С - посто нные.where k and C are constant.

Вместо простого триода может быть применен двойной триод (или два триода) с подачей напр жени на сетки (симметрична диференциальна схема).Instead of a simple triode, a double triode (or two triodes) can be applied with voltage applied to the grids (a symmetric differential diagram).

В обоих случа х лампа должна иметь чрезвычайно малые сеточные токи. Таким образом в случае линейности анодной характеристики триода анодный ток ia пропорционален логарифму отношени фототоков:In both cases, the lamp must have extremely small grid currents. Thus, in the case of linearity of the anode characteristic of the triode, the anode current ia is proportional to the logarithm of the ratio of photocurrents:

ia Aln - -г Ci, 2ia Aln - -r Ci, 2

где А и GI - посто нные.where A and GI are constant.

Если желательно получить непосредственное отношение двух фототоков, то имеет, смысл пользоватьс начальным экспоненциальным участком анодной характеристики . С этой целью смещение на сетку беретс достаточно большим. В то же врем больщое отрицательное смещение способствует уменьшению сеточного тока, что вл етс необходимым в данной схеме с использованием диода.If it is desirable to obtain a direct ratio of two photocurrents, then it makes sense to use the initial exponential portion of the anode characteristic. For this purpose, the offset to the grid is large enough. At the same time, a large negative bias contributes to a reduction in the grid current, which is necessary in this circuit using a diode.

Фотоэлектрический логометр может быть использован, например, в качестве объективного денситометра . С этой целью два световых пучка от одного источника света направл ютс на фотоэлементы. На пути одного пучка помещаетс исследуема среда (например, фотографическа пленка). Логарифм отношени двух фототоков, отсчитываемый на выходе прибора, пропорционален логарифму отношени двух световых потоков и выражает оптическую плотность среды . Этот же прибор при соответствующем изменении оптики 50жет быть использован дл измерени коэфициента отражени непрозрачных сред.A photoelectric logometer can be used, for example, as an objective densitometer. For this purpose, two light beams from one light source are directed onto photocells. In the path of one beam, the test medium is placed (for example, a photographic film). The logarithm of the ratio of two photocurrents, measured at the output of the device, is proportional to the logarithm of the ratio of the two light fluxes and expresses the optical density of the medium. The same device, with a corresponding change in optics, can be used to measure the reflection coefficient of opaque media.

Схема по фиг. 3 в сравнении со схемой по ф|иг. 2 обладает тем преимуществом, что результат измерени не зависит в известных пределах от ркости источника, и прибор отличаетс большим посто нством показаний, как и вс ка диференциальна схема.The circuit of FIG. 3 in comparison with the scheme for | 2 has the advantage that the measurement result does not depend, within certain limits, on the brightness of the source, and the instrument is very constant in readings, as is the differential scheme.

Другой важной областью применени предлагаемого устройства может служить пирометри . Как известно, цветова температура Тс характеризуетс отношением двух спектральных ркостей. Чтобы применить дл этой цели фотоэлектрический логометр, необходимо вз ть два фотоэлемента, имеющих различные спектральные характеристики , или использовать различ-ные цветные светофильтры, например , красный и синий; тогдаAnother important area of application for the proposed device is pyrometry. As is known, the color temperature Tc is characterized by the ratio of two spectral radiations. To use a photoelectric logometer for this purpose, it is necessary to take two photocells with different spectral characteristics, or use different color filters, for example, red and blue; then

- f(Tc).- f (Tc).

где 1кр и 1сии - фототоки, пропорциональные ркости изучаемого источника света при соответствующих светофильтрах.where 1kr and 1si are photocurrents proportional to the brightness of the studied light source at the corresponding light filters.

Предмет изобретени Subject invention

Claims

1. A photovoltaic device containing a photocell with an external photoelectric effect, characterized in that in order to obtain an output voltage proportional to the logarithm of the photocurrent, the photocell is connected in series with the diode operating in the field decelerating mode and the output voltage (supplied, for example, to an electrometer or electronic voltmeter) is removed from the diode.

2. The form of the device according to claim 1, characterized in that, in order to obtain a voltage proportional to the logarithm of the photocurrent ratio of the two photocells, a double diol is used, half of which are connected in series with the photoelectric cells and the output voltage is removed from the anodeOB.

3. In the device according to claim 2, the application of the triode, on the grid of which the output voltage is applied and which operates in a mode corresponding to the exponential part of the anode characteristic: the purpose of obtaining a voltage proportional to the ratio of photocurrents.

FIG. one

f-i

f I 1 H-I