Фотометр

827983 Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(45) Дата опубликования описания 11.06.81(51) Л Кл з С 01 1 1/44 Государственный комитет ло делам изобретений и открытии(54) фОТОМЕТР Изобретение относится к приборострое нию, а именно к фотометрии, и может быть ,использовано в оптических спектроанализаторах, например, для определения химического состава веществ.Известен фотометр, содержащий источник света, оптический тракт, модулятор, фотопреобразователь и регистратор 11.Однако этот фотометр имеет невысокую точность из-за влияния на результаты измерений дрейфа темпового тока фотопреобразователей,Известен также фотометр, содержащий последовательно установленные источник света, светоделительное устройство, оптические тракты, модулятор, фотопреобразова тель с управляемым коэффициентом преобразования, синхронный коммутатор, дифференциальный усилитель, выход которого связан с управляющим входом фотопреобразователя, и регистратор 21.Недостаток этого фотомера заключается в низкой точности из-за влияния на результат измерений темнового тока фотопреобразователя и смещения нуля усилительных элементов измерительного тракта.Цель изобретения - повышение точности.Поставленная цель достигается тем, что в фотометр. содержащий последовательно установленные источник света, светоделительное устройство, оптические тракты, модулятор, фотопреобразователь с управляемым коэффициентом преобразования, син хронный коммутатор, дифференциальныйусилитель, выход которого связан с управляющим входом фотопреобразователя, и регистратор, введены компаратор, два резисторных делителя напряжения и интегра- О тор, а синхронный коммутатор выполнентрехканальным, причем к его первому выходу через первый резисторный делитель напряжения, выполненный управляемым, подключен один из входов компаратора, 15 второй выход связан со вторым входомкомпаратора и с одним из входов дифференциального усилителя, второй вход последнего соединен с третьим выходом синхронного коммутатора через второй резис торный делитель напряжения, а интеграторвключен мсжду выходом компаратора и управляющим входом резисторного делителя напряжения и связан с регистратором.На чертеже дана структурная схема 25 предлагаемого фотометра.Фотометр содержит источник 1 света,светоделптельное устройство 2, оптические тракты 3 и 4, модулятор 5, фотопреобразователь б с регулируемым коэффициентом ЗО усиления, трехканальный синхронный ком 827983мутатор 7. На выходе первого канала ком,мутатора 7 включен первый делитель напряжения, состоящий из постоянного резистора 8 и цифрового управляемого резистора 9, Выход этого делителя напряжения подключен и первому входу компаратора 10, выход которого связан с интегратором, состоя,цим из ключа 11. Вход последнего соединен с генератором импульсов 12, а выход - с пересчетным устройством 13, связанным с резистором 9 и регистратором 14. Вторые входы компаратора 10 и дифференциального усилителя подключены к выходу второго канала синхронного коммутатора. На выходе третьего канала коммутатора 7 включен второй делитель напряжения, состоящий из постояяных резисторов 15 и 16, выход которого подключен к первому входу дифференциального усилителя 17, причем выход этого усилителя соединен с регулятором коэффициента усиления фотопреобразователя б.Фотометр работает следующим образом.Световой поток источника,1 устройством 2 разделяется на два луча, при этом один из лучей проходит через оптический тракт 3, взаимодействует с анализируемой пробой, и попадает на фотопреобразователь 6, а другой попадает на оптический тракт 4, взаимодействует с эталонной пробой и на фотопреобразователь б, Световые потоки каждого луча модулируются модулятором 5 так, что они попадают на фотопреобразователь б в разное время и, кроме того, между ними имеются промежутки, в которые свет от источника не попадает на фотопреобразователь. Сигналы с выхода преобразователя 6 поступают на коммутатор 7, где разделяются по трем каналам,На выходе с коммутатора сигналы, полученные в моменты освещения фотопреобразователя, кроме составляющих, вызванных световыми потоками, имеют постоянную составляющую, обусловленную темновым током фотоприемника и смещением нуля усилителя. Напряжение, равное сумме постоянной составляющей Ут и сигнала, пропорционального световому потоку, прошедшему оптический тракт 4, выделяется на первом делителе напряжения (Рв и Й 9), Сумма постоянной составляющей У, и сигнала, пропорционального световому потоку, прошедшему через оптический тракт 3, выделяется на втором делителе напряжения (Яз и Л 1 в) На выходе третьего канала коммутатора выделяется сигнал 11 зависящий от величины темнового тока фотоприемника и смещения нуля усилителя. Таким образом на первый вход компаратора 10 поступает сигнал1 т Г 111 у- р, рввна первый вход усилителя 7 поступаетсигнал а на вторые входы компаратора и дифференциального усилителя поступает сигнал Угде У, - сигнал, лропорциональный интенсивности светового потока, прошедшего через оптический канал 4;1.12 - сигнал, пропорциональный интенсивности светового потока, прошедшего через оптический канал 3;Ку - коэффициент фотопреобразователя 5. 10 15 2 О Сопротивление резистора 9 устанавливается так, чтобы напряжение С, было близ ко к напряжению Ут, т, е. и,+и,Ку Рр Йв - 1 т 1 т -1 у я (1)в 45 Напряжение У 2, постувпающее на первый вход усилителя 17, также сравнивается с напряжением 11 т, поступающим на второй вход этого усилителя. Напряжение, 50 пропорциональное разностями ЛУ 2 = У 2 -- Ст, с выхода дифференциального усилителя воздействует на регулируемый коэффициент усиления фотопреобразователя б, устанавливая и поддерживая коэффициент усиления так, чтобы указанная разность приближалась к нулю, т, е. Учитывая формулы (1) и (2) и то, что постоянные резисторы Яв и Вв могут быть установлены одинаковыми, равными К, по лучим Напряжение 1 Л с выхода делителя напряжения на резисторах 8 и 9, поступающее на первый вход компаратора 10, сравнивается с напряжением У поступающим на второй его вход. Напряжение, пропорциональное разности ЛУ = У, - Ст, с выхода компаратора управляет прохождением им пульсов с генератора 12 через импульсный 30 ключ 11 в пересчетное устройство 13 Взависимости от знака разности ЛУ, увеличивается или уменьшается число импульсов л накопителе пересчетного устройства 13, а следовательно, увеличивается или уменьшается сопротивление резистора 9 и показания регистратора 14, которыми управляет пересчетное устройство.(4) 5 25 Формула изобретения Составитель А. Чурбаков Текред А, Камышникова Корректор И, Осиновская 1 сдактор М, Стрельникова Заказ 577/509 Изд.354 Тираж 915 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Тип. Харьк. фил. пред. Патент Из последней формулы видно, что величина Яз, характеризующая результат измерений, фиксирующийся регистратором 1 О 14, определяется отношением сигналов, пропорциональных световым потокам, прошедшим тракты 3 и 4 и:не зависит от постоянной составляющей, обусловленной темновым током фотоприемника и смеще нием нуля усилителя.Предалагаемый фотомер обеспечивает независимость результата измерений от темнового тока и дрейфа нуля усилителей, т. е. повышает точность измерений и ис. 20 ключает необходимость специального отбора фотоприемников по темновому току, что упрощает и удешевляет эксплуатацию фотометра. Фотометр, содержащий последовательно установленные источник света, светоделительное устройство, оптические тракты, 30 модулятор, фотопреобразователь с управляемым коэффициентом преобразования,синхронный коммутатор, дифференциальный усилитель, выход которого связан с управляющим входом фотопреобразователя, и регистратор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены компаратор, два резисторных делителя напряжения, и интегратор, синхронный коммутатор выполнен трехканальным, причем к его первому выходу через резисторный делитель напряжения, выполненный управляемым, подключен один пз входов компаратора, второй выход связан со вторым входом компаратора и с одним из входов дифференциального усилителя, второй вход которого связан с третьим выходом синхронного коммутатора через второй резисторный делитель напряжения, а интегратор включен между выходом компаратора и управляющим входом резисторного делителя напряжения и связан с регистратором. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе; 1. Абрамсон Н. С. и др. Фотоэлектрическая установка для регистрации спектров комбинационного рассеяния света с повышенной точностью. Заводская лаборатория, 1968, т. ХХЛ 11,7, с. 875.2. Авторское свидетельство СССР630534, кл. (з 01 Я 1/44, 1977 (прототип),