Измеритель энергии излучения

(р)5 С 01,7 5 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМУ Бюл, Р. 2 физики АН и Н.В.И 8) Оф 38832 опубли видетельс С 01 Ю 5/ видетельс С 01 3 5/БССР зае 8,1975.во СССР01979.во СССР4, 1981. рамонапряистянкоСЬ ОО суААРстВенкый комитет ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГННТ ССОР(54) (57) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЭНЕРП 1 И ИЗЛУЧЕНИЯ, содержапий последовательноположенные оптическую систему,дулятор, последовательно соединнь 1 е приемник излучения, синхроннкопитель; усилитель переменного.жения, синхронный детектор и Регратор, схему управления постоной времени накопления, вход Изобретение относится к технике измерения энергии излучения, и может быть использовано в радиометрах, спектрорадиометрах, спектрометрах, газоанализаторах.Известен измеритель энергии излучения, содержащий оптическую систему, модулятор, приемник излучения, синхронный накопитель, усилитель переменного напряжения, синхронный детектор и регистрирующее устройство.Недостатком известного устройства является то, что постоянная времени торси связан с выходом синхронного детектора, а выход ее с синхронным накопителем, и датчик . опорного канала, выход которого связан с синхронным накопителем и синхроным детектором, о т .л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и уменьшения времени измерения за счет адаптивного слеже-, ния за значением измеряемой энергии, он дополнительно содержит генератор электрических импульсов, сравниваю- щее устройство и источник опорного напряжения, причем выход синхронного детектора соединен с первым входом сравнивающего устройства, второй/ вход которого соединен с выходом ис-: точника опорного напряжения, а вы" ход - .с входом генератора электрических импульсов, выход генератора электрических импульсов подключен к суимирующему входу схемы управления постоянной времени накопления. накопления синхронного детектора выбирается неизменной, а это приводитк снижению быстродействия и ухудшениюточности измерения быстропеременныхпотоков,Известен также измеритель энергииизлучения, содержащий оптическую систему, модулятор, приемник излучения,синхронный накопитель, усилитель переменного напряжения, синхронный детектор, приемник опорного канала,ключ, квадратичный детектор, измеритель отношения, схему управленияпостоянной времени накопления и регистрирующее устройство.Недостатками известного измерителя являются: низкая точность измере 5ния, вызванная конструктивными особенностями устройства; низкая надежность вследствие сложности схематехнического решения. Ближайшим техническим решением является измерительэнергии излучения, содержащий последовательно расположенные оптическуюсистему и модулятор, последовательносоединенные приемник излучения, синхронный накопитель, усилитель перемен ного напряжения, синхронный детектори регистратор, схему управления постоянной времени накопления, вход которой связан с выходом синхронногодетектора, а выходее - с синхроннымнакопителем, и датчик опорного кана.ла, выход которого связан с синхронным накопителем и синхронным детектором.Недостатком известного устройства 25. является наличие большой постояннойвремени накопления при нулевом сигнале на выходе синхронного детектора, что ведет к достаточно большомувремени выхода на.режим, особенно при 0измерении сигналов низкой и среднейинтенсивности, а также к снижению точности измерения быстропеременных сигналов,Цель изобретения - повышение точ 35ности и уменьшение времени измеренияза счет адаптивного слежения зазначением измеряемой энергии. Указанная цель достигается тем, что измеритель энергии излучения, содержащийпоследовательно расположенные оптическую систему и модулятор, последовательно соединенные приемник излучения,синхронный накопитель, усилитель переменного напряжения, синхронный детектор и регистратор, схему управленияпостоянной времени накопления, входкоторой связан с выходом синхронногодетектора, а выход ее - с синхроннымнакопителем, и датчик опорного кана-ла, выход которого связанс синхронным накопителем и синхронным детектором, дополнительно содержит генераторэлектрических импульсов, сравнивающееустройство и источник опорного напряжения, причем выход синхронногодетектора соединен с первым входомсравнивающего устройства, второй входкоторого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход - совходом генератора электрических импульсов, выход генератора электрических импульсов подключен к суммирующему входу схемы управления постоянной времени накопления,На чертеже изображена структурнаясхема измерителя энергии излучения,Измеритель энергии излучения содержит последовательно расположенные оптическую систему 1, модулятор2, последовательно соединенные приемник излучения 3, синхронный накопитель 4, усилитель переменного напряжения 5, синхронный детектор 6,регистратор 7, схему управления постоянной времени накопления 8, вход которой связан с вьгходом синхронногодетектора 6, а выход ее - с синхронным накопителем 4, и датчик опорного канала 9, выход которого связан ссинхронным накопителем 4 и синхроннымдетектором 6, генератор эпектрических импульсов 10, сравнивающее устройство 11 и источник опорного напряжения 12, причем выход синхронного детектора 6 соединен с первымвходом сравнивающего устройства 11,второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения12, а выход - со входом генератораэлектрических импульсов 10, выходгенератора электрических импульсов10 подключен к суммирующему входусхемы управления постоянной времени накопления 8.Устройство работает следующим образом,Световой сигнал проходит через .оптическую систему 1, модулируетсямодулятором 2 и попадает на приемнуюплощадку приемника излучения 3.Электрический сигнал с приемникаизлучения 3, амплитуда которого пропорциональна энергии. светового сигнала, поступает на вход синхронногонакопителя 4, затем усиливается усилителем переменного напряжения 5 иподается на вход синхронного детектора 6. Опорным напряжением для синхронного накопителя 4 и синхронногодетектора 6 является напряжение, поступающее с выхода датчика опорного канала 9, С выхода синхронного детектора 6 постоянное напряжение, пропорциональное энергии излучения подающего на приемную площадку приемника излучения 3, поступает на вход1,151068 Редактор М,Ленина Техреду Л,Олийнык КоРРектоР М.Самборс Заказ 2563 Тираж 332НИИПИ Государственного комитета по и113035, Москва, ЖПодписноеям и открытиям при ГКНТ СС наб., д. 4/5 брете шск оизводственно-,издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 Регистратора 7, а также на один из входов сравниваюцего устройства 11. и на вход схемы управления постоянной времени накопления 8., Схема управления постоянной времени накопления 8 изменяет величину постоянной времени синхронного накопителя 4 в . соответствии с выходным напряжением синхронного детектора 6, При увеличении сигнала постоянная времени накопления уменьшается, а при уменьшениисигнала постоянная времени накопления увеличивается. Увеличение постоянной времени накопления происходит до тех пор, пока напряжение, подаваемое с выхода синхронного детектора 6 на вход сравнивающего устройства 11, больше напряжения источника опорного напряжения 12, подаваемого на вход сравнивающего устройства 11. При уменьшении выходного сигнала синхронного детектора 6 ниже напряжения источника опорного напряжения на выходе сравниваюцего устройства 11 появляется напряжение, запускающее генератор импульсов 10, причем величина запускающего напряжения пропорциональна разности входных напряжений сравнивающего устройства 11, Амплитуда импульсов на выходе генератора электрических импульсов 10 пропорциональнаЭвеличине запускающего напряжения на выходе сравнивающего устройства 11.Сигнал с выхода генератора импульсов 10 поступает на суммируюций вход схемы управления постоянной времени накопления 8, где суммируется с посто-, янной составляющей, пропорциональной постоянному напряжению па выходе синхронного детектора 6.Импульсная Ьорма сигнала на выходе схемы управления постоянной времени накопления 8 позволяет кратковременно, практически не влияя на соотношение сигнал/шум на выходе уст ройства, уменьшать постоянную времени для возможно более быстрого роста выходного сигнала при наличии любого по амплитуде скачка измеряемого сигнала на входе. Таким образом, кратко временное уменьшение постоянной времени накопления позволяет повысить скорость нарастания выходного напряжения при появлении сигнала на входе, т.е. сократить время измерения, 25 Повышение точности измерения определяется адаптивным слежением устройства за значением энергии световогосигнала и изменением постоянной вре мени обратно пропорционапьно значениюэнергии, что позволяет более точноизмерять энергию кратковременных импульсных выбросов, присутствующих всветовых потоках.