Устройство для определения оптических характеристик материалов

СО 1 ОЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУ БЛИН 614 0 01,т 1/4 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ(46) 23,12.86, Бюл. В 47 (71) физико-энергетический институт АН ЛатвССР(56) Авторское свидетельство СССР Ф 957006, кл. 0 01 7 1/44, 980,Европейский патент У 0046491, кл. 6 01 Ю 1/44, опублик, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к технике оптических измерений, а именно к однолучевым фотометрам немодулированного света, и позволяет повысить быстродействие устройства и точность определения оптических характеристик материалов. Устройство содержит управляемый от блока управления 4 источник света 2, который через кювету 3 с измеряемым объектом оптически связан с фотоэлектрическим преобразователем (фП) 1,подключенным к преобразователю 5 токнапряжение, выходное напряжение последнего пропорционально интенсивности потока света, падающего на фотоэлектрический преобразователь1, и усиливается усилителем (У) 6,после чего поступает на регистратор(Р) 7, Выходное напряжение подается также на компаратор (К) 8, который фиксирует на своем выходе полярность этого напряжения. На второйвход У подсоединен преобразователь12 цифра-аналог, цифровые входы которого подсоединены к выходу счетчика 11, Путем управления счетчика,выполненного как реверсивного, свыхода К при помощи Р-триггера 14,генератора 1 О, выполненного какдвухтактного и двух элементов И.9.13 во время темновой фазы цикла измерения,. когда световой поток прекращен, в течение нескольких тактовТ можно следить за компенсацией темнового тока ФП и паразитных сигналов, возникающих во входных цепяхУ, и достичь таким образом в короткое время напряжения на входе Р,близкого к нулю, В течение фазы измерения схема сохраняет свое состояние компенсации паразитных сигналов.Тем самым, путем резкого сокращениятемновой фазы измерения достигнутоповыщение скорости измерений и повышение быстродействия. 1 ил.Изобретение относится к технике оптических измерении, а именно к однолучевым фотометрам немодулированного света, и может быть использовано в физических, химических,медико-биологических и других исследованиях, для измерения величин прапускания, поглощения и испускания света различными веществами, при колориметрических абсорбционных, люминесцентных .измерениях и контроле цветовых характеристик объектов, например, фотоматериалов.Цель изобретения - повышение быстродействия и то;ности измерений,На чертеже показана схема устройства. Устройство содержит фотоэлектрический преобразователь 1 источник 2 света, кювету 3, блок 4 управления, преобразователь 5 ток-,напряжение, усилитель б, регистратор 7, компаратор 8 элемент И 9, генератор 10, счетчик 11 и преобразователь 12 цифра-аналог, второй элемент И 13 и Р-триггер 14. При этом счетчик, 11 выполнен реверсивньпч, а генератор 10 - двухфазным, Управляемый источник 2 света через кювету с измеряемым объектом оптически связан с фотоэлектрическим преобразователем 1, например фотодиодом, который подключен к входу преобразователя 5 так-напряжение, выход которого подключен к первому входу суммирующего измерительного усилителя 6. Выход последнего подключен к регистратору 7 и к одному из входов компаратора 8 напряжения, второй вход которого подключен к нулевой шине а выход - к Р-входу Р-триггера 14. Вход СР- триггера 14 подключен к одному выходу двухфазного генератора 10, второй выход которого подключен к первым входам элементов И 9 и 13, вторые входы которых соответственно подсоединены к выходам Р-триггера 14, выходы элементов И подключены к суммирующему "+." и вычитающему "-1" входам реверсивног.г счетчика 1, выходы которого подключены к преобразователю 12 цифра-аналог,выход которого подключен к второму входу усилителя 6, Блок 4 управления подключен к источникусвета и к управляющему входу генератора 10,Устройство работает следующим образам. В начале измерительного циклалогический сигнал на выходе блокауправления прекращает поступлениесвета на фатоприемних 1. Одновре 5 менно логический сигнал на выходеблока управления запускает двухфазный генератор 10. Этим обусловленрежим компенсации параэитных смещений нулевых значений сигналов, поступающих на регистратор 7 при темновом режиме работы фотоэлектрического преобраэоватля 1. При этом напряжение с выхода преобразователя5 ток-напряжение суммируется с начальным выходным напряжением преобразователя 12 циф 1)а-аналог и послеусиления усилителем поступает нарегистратор 7, на котором отображается результат измерений, и инвертирующий вход компаратара 8. На выходе последнего появляется сигнал логического "0", если выходное напряжение усилителя 6 больше потенциала25нулевой шины, Этот сигнал появляется и на неинвертирующем выходе Ртриггера 14,В момент поступления импульсапервой фазы тактового периода генератора 10 на вход С, На инвертируЗО ющем выходе Р-триггера появляетсясигнал логической 1 , который открывает логический элемент И 9, иимпульс второй фазы генератора 10поступает на счетный вход "+1" счет 35 чика 11, состояние которого увеличивается на единицу. Соответственноувеличивается выходное напряжениепреобразователя цифра-аналог и, таккак усилитель является инвертирую 40 щим, ега выходное напряжение уменьшается. Если выходное напряжениеусилителя продолжает быть большепотенциала нулевой шины с поступлением очередного тактового сигнала,45 укаэанный процесс повторяется.Если выходное напряжение усилителя б становится меньше нулевого потенциала, те. отрицательно, на выходе компаратора 8 появляется сигнал50 логической 1, который в течениепервой Фазы последующего тактовогопериода записывается на неинвертирующем входе Р-триггера 14 и открывает логический элемент И 13,Импульс второй фазы тактового периода генератора 10 поступает насчетный вход -1" счетчика 1, состояние которого уменьшается на единицу, Соответственно уменьшается выЗаказ 6821/35 Тираж 778 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4 ходное напряжение преобразователя12 цифра-аналог и выходное напряжение усилителя увеличивается,Таким образом, в режиме компенсации устройства на выходе усилителя6 при достаточной разрядности счетчика 11 и преобразователя 12 цифра-аналог поддерживается напряжение, до-статочно близкое к нулевому значению (с точностью +1 младшего разряда преобразователя цифра-аналог).Момент перехода устройства в режим измерения определяется появлением на выходе блока 4 управления логического сигнала, который останавливает работу генератора 10. Приэтом состояние счетчика 11 и выходное напряжение преобразователя 12циФра-аналог сохраняется неизменнымдо начала следующего цикла измерений. На выходе блока управления появляется обратный логический сигнали свет от источника света через кювету 3 с образцом поступает на фотоэлектрический преобразователь 1, 25преобразуется далее преобразователем5 в напряжение, пропорциональное фототоку, которое усиливается усилителем 6, его выходное напряжениепоступает на индикатор 7, на котором 30непосредственно считывается результат измерения, соответствующий светопропусканию исследуемого объекта,Таким образом, для коррекции паразитных смещений уевы пазаийиндикатора в темновой фазе измерительного цикла предлагаемого устройства требуется значительно меньшетактов тактового генератора, Этообъясняется тем, что флуктуации паразитных напряжений смещения, источниками которых чвляются дрейфы параметров фотоэлектрического преобразователя, преобразователя ток-напряжение и усилителя, носят медленный характер и для коррекции этихизменений требуется небольшое количество скачков корректирующего напряжения. Тем самым скорость отслеживания паразитных напряжений смещения нулевых показаний индикаторазначительно возрастает и, в конечном счете, величина темновой фазыизмерительного цикла может быть уменьшена.Ввиду того, что в предлагаемом устройстве исключается влияние промежуточных состояний реверсивного счетчика при его установлении, одновременно с повьппением быстродействия обеспечена высокая точность измерений. Формула изобретения Устройство для определения оптических характеристик материалов, содержащее источник света, оптически связанный через кювету с фотоэлектрическим преобразователем, выход которого через преобразователь ток-напряжение подключен к одному входу усилителя, выход которого подключен к входам регистратора и компаратора, причем другой, вход усилителя соединен через преобразователь цифра-аналог с выходом счетчика, другой вход компаратора соединен с нулевой шиной, а также элемент И, генератор и блок управления, соединенный с истОчником света, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения. быстродействия и точности измерений, оно снабжено вторым эле - ментом И и Э-триггером, счетчик выполнен реверсивным, а генератор двухфазным, причем его вход управления соединен с выходом блока управления, один выход соединен с синхрониэирующим входом Р-триггера, а другой с первыми входами элементов И, вто рые входы которых, соответственно прнсоединены к выходам Р-триггера, выходы элементов И подключены соответственно к суммирующему и к вычитающему входам счетчика, а выход компаратора - к информационному входу Р-триггера.