SU968627A1

SU968627A1 - Logarithmic photometer

Info

Publication number: SU968627A1
Application number: SU813283899A
Authority: SU
Inventors: Михаил Николаевич Кайгородов
Original assignee: Морской гидрофизический институт АН УССР
Priority date: 1981-04-30
Filing date: 1981-04-30
Publication date: 1982-10-23

Description

(54) ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ ФОТОМЕТР(54) LOGARIFMIC PHOTOMETER

Изобретение относитс к фотометрии и может быть использовано в погружаемых ркомерах, стокс-пол ри метрах, измерител х подводной облученности и лругой гидрооптической . аппаратуре при океанологических и димнологических исследовани х.The invention relates to photometry and can be used in submersible flow meters, stockpiles, meters for underwater irradiance and other hydro-optical meters. instrumentation in oceanological and dimnological studies.

Известен логарифмический фотометр содержащий фотоумножитель с делителем напр жени 1 J.A logarithmic photometer containing a photomultiplier with a voltage divider of 1 J is known.

Однако данное устройство обладает ограниченной точностью. .However, this device has limited accuracy. .

Наиболее близким к изобретению техническим решением вл етс логарифмический фотометр, содержащий фотоумножитель с делителем напр жени , регистратор и электронную лампу f2j.The closest technical solution to the invention is a logarithmic photometer containing a photomultiplier with a voltage divider, a recorder and an electron tube f2j.

Недостатком известного устройства вл етс ограниченна точность измерений в области больших потоков излучени из-за нелинейности начального участка световой характеристики.A disadvantage of the known device is the limited accuracy of measurements in the region of high radiation fluxes due to the nonlinearity of the initial part of the light characteristic.

Цель изобретени j повышение точности измерений.The purpose of the invention j is improving the accuracy of measurements.

Указанна цель достигаетс тем, что в известный логарифмический .фотометр , содержащий фотоумножитель с делителем напр жени , регистратор и электронную лампу, введены транзистор и диод-резисторна цепочка,черезThis goal is achieved by the fact that a transistor and a diode-resistor circuit are introduced into a known logarithmic photometer containing a photomultiplier with a voltage divider, a recorder and an electron tube.

которую катод электронной лампы соединен с делителем напр жени , причем эмиттер транзистора соединен с анодом фотоумножител , база - -с управл ющей сеткой электронной лампы, а коллек тор - с катодом электронной лампы, регистратор подключен параллельно диод-резисторной цепочке.the cathode of the electron tube is connected to a voltage divider, the emitter of the transistor is connected to the anode of the photomultiplier, the base is connected to the control grid of the electron tube, and the collector is connected to the cathode of the electron tube, the recorder is connected in parallel to the diode-resistor circuit.

На чертеже показана схема предлага10 емого устройства.The drawing shows the scheme of the proposed device.

Логарифмический фотометр содержит фотоумножитель 1 с делителем 2 напр жени , транзистор 3, электронную лампу 4, диод-резисторную цепочку, состо щую из диода 5 и резистора 6, The logarithmic photometer contains a photomultiplier 1 with a voltage divider 2, a transistor 3, an electron tube 4, a diode-resistor circuit consisting of diode 5 and a resistor 6,

15 клеммы 7 и 8 подключени питани фотометра, регистратор 9.15 terminals 7 and 8 of the photometer power supply, recorder 9.

Транзистор 3 применен в качестве анодной нагрузки фотоумножител 1. 20 Транзистор 3 служит дл линеаризации амплитудной характеристики фотометра в области слабых потоков излучени . Дл этого эмиттер транзистора соединен с анодом фотоумножител 1, коллек25 тор его соединен с катодом электронной лампы 4, а - с ее управл ющей сеткой.Transistor 3 is used as the anode load of the photomultiplier 1. 20 Transistor 3 serves to linearize the amplitude response of the photometer in the region of weak radiation fluxes. For this, the emitter of the transistor is connected to the anode of the photomultiplier 1, its collector is connected to the cathode of the electron tube 4, and to its control grid.

Электронна лампа 4 предназначена дл автоматического управлени интегральной чувствительностью Фотометра 1 и предохранени его от свето вых перегрузок. Дл этой цели может быть использован, например пентод в триодном включении. Диод-резисторна цепочка состоит из диода 5 и резистора 6. Диод-резисторна цепочка включена последовательно с делителем 2 напр жени в цепь катода электронной лампы 4. Она служит дл коррекции линейности амплитудной характеристики фотометра в области высоких уровней потока излучени , а также дл формировани сигнала дл регистратора 9 Устройство работает следующим образом. При возрастании Потока излучени F падающего на катсэд фотоумножител 1, растет анодный ток фотоумножител .Рост алодного токи фотоумножител Г созда ет отрицательный потенциал на управл ющей сетке электронной лампы 4, вызыва увеличение ее внутреннего сопротивлени . Так как электронна лампа 4 присоединена к источнику (7-8) высокого напр жени последовательно с делителем 2 напр жени , то увеличение ее внутреннего сопротивлени ведет к уменьшению напр жени на делителе 2,а следовательно/ к понижению интегральной чувствительности фотоумножител .1 При уменьшении интенсивности потока , падающего на катод фотоумножител 1., происходит процесс j обратный предла гаемому . Высока линейность характеристики преобразовани потока излучени в электрический сигнал в области малых йнтенсивностей светового потока . обеспечиваетс тем, что в цепи анод фотоумножител 1 - катод электронной лампы 4 включен эмиттер-коллекторный переход транзистора 3, эквивалентный высокоомному. нелинейному сопротивлению , в цепи катод - управл юща электронной лампы. 4. включен база-коллекторный переход транзистора 3, также эквивалентный высокоомному нелиней ному сопротивлению, а в цепи анод фотоумножител - управл юща сетка электронной лампы 4 включено низкоомное сопротивление база-эмиттерного перехода транзистора 3. Дл области высоких уровней потока излучени линеаризации амплитудной характеристики фотометра обеспечивает с наличием в цепи катод элек.тронной лампы 4 - делитель напр жени 2 диодрезисторноЯ цепочки. В качестве электронной лампы 4 используетс пентод с короткой анодно-сеточной характеристикой. Ее начал ный участок может быть представлен в виде см шах i d 1де - анодный ток электронной лампы 4; 3 - то же, при нулевом потенциаашах jjg управл ющей сетке лампы 4; К - коэффициеит пропорциональности; и - напр жение на аноде фотоумножител 1, которое через эмиттер-базовый переход тран зистора 3 прикладываетс к управл ющей сетке электронной лампы 4. Напр жение Ud св зано с интенсивностью потока излучени зависимостью Uci ) где коэффициент пропорциональносIТИ . Подставл выражени (2) в (1), получаем За ) cintax В соответствии с Формулой f3)аналогом измер емой величины потока излучени F может быть напр жение, создаваемое током Л на звень х делител напр жени 2. (4) ид , где Яд - сопротивление некоторой части делител 2, с которой снимаетс аналоговый сигнал. Дл компенсации нелинейности в выражении (4 ) необходимо снимать анало- говое напр жение с элемента, вольтамперна характеристика которого соответствовала бы выражению (3). Таким элементом в фотометре вл етс диодрезисторна цепочка, включенна в цепь катода электронной лампы 4 перед делителем напр жени 2. При соответствующем подборе параметров цепи 5 и 6 ее вольтамперна характеристика имеет вид ) ток, протекающий через диодрезисторную цепочку 5 и 6, напр жение на клеммах 7 и 8; коэффициент пропорциональности . Так как 3g За/ то реша совместно выражени (3) и (5), получаем Выражение (6) показывает, что зависимость между напр жением на выходе фотометра и логарифмом потока излучени , падающего на катод фотоумножител 1, имеет линейный характер. Предлагаемое изобретение позвол ет повысить точность измерений светового излучени в широком динамическом диапазоне .The electron tube 4 is designed to automatically control the integral sensitivity of the Photometer 1 and protect it from light overloads. For this purpose, for example, pentode in triode incorporation can be used. A diode-resistor circuit consists of a diode 5 and a resistor 6. A diode-resistor circuit is connected in series with a voltage divider 2 into the cathode circuit of the electron tube 4. It serves to correct the linearity of the amplitude characteristic of the photometer in the region of high levels of radiation flux, as well as to generate a signal For recorder 9, the device operates as follows. As the Radiation flux F of the photomultiplier 1 incident on the cath increased, the anodic current of the photomultiplier rises. An increase in the aode current of the photomultiplier G creates a negative potential on the control grid of the electron tube 4, causing an increase in its internal resistance. Since the electron tube 4 is connected to a high voltage source (7-8) in series with a voltage divider 2, an increase in its internal resistance leads to a decrease in voltage on divider 2, and therefore / to a decrease in the integrated sensitivity of the photomultiplier .1 When the intensity decreases the flux incident on the cathode of the photomultiplier 1., the process j is reverse to the proposed one. High linearity of the characteristic of converting the flux of radiation into an electrical signal in the region of low intensities of the light flux. It is ensured by the fact that in the anode circuit of the photomultiplier 1 - the cathode of the electron tube 4 is switched on the emitter-collector junction of the transistor 3, equivalent to the high-resistance one. nonlinear resistance, in the cathode circuit - the control of the electron tube. 4. The base-collector junction of the transistor 3 is also equivalent to the high ohmic nonlinear resistance, and in the anode of the photomultiplier circuit the control grid of the electron tube 4 is switched on the low-resistance base-emitter junction of the transistor 3. For the high emission flux line, the amplitude characteristic of the photometer provides with a cathode electron tube in the circuit, 4 is a voltage divider 2 diode-resistor circuit. A pentode with a short anode-grid characteristic is used as the electron tube 4. Its initial part can be represented in the form cm cm i d 1 de - anode current of electron tube 4; 3 - the same, with the zero potentials jjg of the control grid of the lamp 4; K - coefficient of proportionality; and - the voltage at the anode of the photomultiplier 1, which through the emitter-base junction of the transistor 3 is applied to the control grid of the electron tube 4. The voltage Ud is related to the intensity of the radiation flux by the dependence Uci). Substituting expressions (2) into (1), we obtain Za) cintax In accordance with Formula f3), an analogue of the measured value of the radiation flux F can be the voltage generated by the current L at the voltage divider 2 (4), where - the resistance of some part of divider 2, from which the analog signal is taken. To compensate for the nonlinearity in expression (4), it is necessary to remove the analog voltage from the element, the volt-ampere characteristic of which would correspond to expression (3). Such an element in the photometer is a diode-resistor circuit connected to the cathode circuit of the electron tube 4 before the voltage divider 2. With appropriate selection of the parameters of circuit 5 and 6, its volt-ampere characteristic looks like the current flowing through the dioodresistor circuit 5 and 6, the voltage on the terminals 7 and 8; coefficient of proportionality. Since 3g Over / Then deciding together expressions (3) and (5), we obtain Expression (6) shows that the relationship between the voltage at the photometer output and the logarithm of the radiation flux incident on the cathode of the photomultiplier 1 is linear. The present invention allows to improve the accuracy of measurements of light radiation in a wide dynamic range.

Claims

1. USSR author's certificate number 446770, cl. G 01 J 1/44, 1974.

2.Fuks-Rabinovich LI, Epif-. new mv optico-electronic devices,

, L. ; Mechanical engineering; 1979, p. 262 (prototype).

G

mio

eight