Датчик теплового и оптического излучения

30 3 51 601Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам для регистрациитепловых и оптических потоков из 5лучения, и может быть использованов качестве чувствительного элементаизмерительного прибора, например вфотометреЦель изобретения - увеличение Очувствительности, повышение точностии расширение пределов измерений.На чертеже изображена электрическая схема предлагаемого датчика.Датчик содержит первый 1 и второй 152 фотодиоды, реактивный МДП-фототранзистор 3, 1 ЩП-транзистор 4, первый5 и второй 6 конденсаторы, первый 7,второй 8 и третий 9 резисторы и источник 10 питания. Входом датчика 20являются первый 1 и второй 2 фотодиоды,а также реактивный МДП-фототранзистор 3, предназначенные для восприятия измеряемого потока излучения.Выход датчика образован соединением 25первого фотодиода 1, истока реактивного МДП-фототранзистора 3 и общейшиной, Анод второго фотодиода 2 подключен к аноду первого фотодиода 1,катод которого подключен к истокуреактивного МДП-фототранзпстора 3и первому выводу первого конденсатора 5, катод второго фотодиода 2 подключен к первому выводу первого резистора 7 р истоку МЛП-транзистора 4 35и стоку реактивного МДП-Фототранзистора 3, затвор которого подклюен к затвору МДП-транзистора 4, пер,вому выводу второго резистора 8, пер,вому выводу второго конденсатора 6 40и первому полюсу источника О питания (отрицательному для МПП-транзи-сторов с р-каналом и положительномудля приборов с п-каналом). Сток МДПтранзистора ч подключен к второмувыводу второго резистора 8 и первому выводу третьего резистора 9, вторые выводы первого 5 и второго 6конденсаторов, первого 7 и третьего9 резисторов и второй полюс источника 10 питания (положительный для50МДП-транзисторов с р-каналом и от"рицательный для приборов с и-каналом) под",.почены к общей пине,Реактивный МДП-фототранзистор 355предназначен для преобразования приращения температуры (освещенности) визменение эквивалентной индуктивности измерительного колебательного контура, МДП-транзистор 4 сля" ", дляповышения стабильности частоты генерации, Конденсатор 5 выполняет функ"цию емкости положительной обратнойсвязи по переменному няпряжению, номинал его выбирают из выполнения условия баланса фаз. Конденсатор 6 шунтирует выход источника 10,питания,Резисторы 7-9 задают режим работыактивных элементов схемы по постоянному напряжению, их номиналы выбирают из условия баланса амплитуд оптически (термически) перестраиваемогогенератора. Источник 10 питания пред"назначен для задания режима работыактивных элементов схемы и линеаризации выходной характеристики путемвыбора напряжения на выходе.Датчик работает следующим образом,Б начальный момент времени измерительньи колебательный контур, образо;ванный параллелыым соединением перехода сток в ист реактивного МДП-фототранзистора 3 и фотодиодов 1 и 2, находится под воздействием определенного фиксированного значения теплового (оптического) излучения, в результате чего на выходе источника 10питания имеется напряжение определенной величины, которому соответствует определенная активная проводимость первого 1 и второго 2 фотодиодов реактивного МДП-фототранзистора3 и МДП-транзистора 4, а на выходедатчика присутствуют гармоническиеколебания, определяемые резонанснойчастотой укаэанного измерительногоколебатепьного контура, которая, всвою очередь, зависит от начальныхзначений эквивалентной индуктивностиперехода исток - сток реактивногоМДП-фототранзистора 3 и емкости последовательного соединения первого 1и второго 2 фотодиодов. Изменение(увеличение) интенсивности теплового (оптического) излучешля вызывает изменение (увеличение) эквивалентной индуктивности перехода истоксток реактивного МДП-Фототранзистора 3 и емкости последовательногосоединения первого 1 и второго 2фотодиодов следствием чего является изменение (уменьшение) резонансной частоты измерительного колебательного контура, что приводит вконечном итоге к изменению (уменьшению) частоты гармонических колебанийДатчик теплового и оптическогоизлучения, содержащий два встречСоставитель Е. МаколкинТехред М,Дидык Корректор С. Черни Редактор А, Ревин Заказ 5892/44 Тираж 466 ПодписноеБНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР11303 5, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Производственно в издательск комбинат "Патент". г.ужгород, ул. Гагарина,101 5 151 на выходе датчика, Выбором напряжения на выходе источника 10 питания можно регулировать степень линейности выходной характеристики, т.е. осуществлять линеаризацию функции преобразования.Использование предлагаемого датчика существенно расширяет диапазон измеряемых интенсивностей теплового (оптического) излучения, при этом увеличивается чувствительность и точность преобразования информативного параметра за счет выполнения индуктивного элемента измерительного колебательного контура в виде реактивного МДП-фототранзистора, изменения эквивалентной индуктивности которого совместно с изменением емкости последовательного соединения фотодиодов обеспечивает эффективную перестройку частоты на выходе, а также за счет реальной возможности линеаризации функции преобразования путем выбора напряжения на выходе источника 10 питания.Формул.а из обретения 1601 6но включенных фотодиода, первыйконденсатор и индуктивный элемент,подключенный параллельно фотодиодам, 5аноды которых соединены, при этомкатод первого фотодиода подключен кпервому выводу первого конденсатора,второй вывод которого подключен кобщей шине устройства, о т л и ч а- .ю щ и й с я тем, что, с цепью увеличения чувствительности, повышенияточности и расширения пределов измерений, в него введены МДП-транзистор, второй конденсатор, источникпитания и резистор а индуктивныйэлемент выполнен в виде реактивногоМДП-фототранзистора, причем катодпервого фотодиода подключен к истоку реактивного МДПототранзистора,катод второго фотодиода подключен кпервому выводу резистора, истокуМДП-транзистора и стоку реактивногоМДП-фотртранзистора, затвор которогоподключен к стоку и затвору 1 ЩП-тран зистора, первому выводу второго конденсатора и первому полюсу источникапитания, вторые выводы второго конденсатора, резистора и второй полюсисточника питания подключен к общей