Фотометр

/4 ИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) Авторское свидетельство СССРУ 455248, кл. 6 01 Л 3/46, 1975.Авторское свидетельство СССРФ 1068732, кл. С О Х 3/46, 1982.(54)(57) ФОТОМЕТР, содержащий опти-ческий блок, установленный перед блоком фотоприемника, выход которогочерез калибровочный усилитель соединен с входом аналого.-цифровогопреобразователя, схему цифрового управления коэффициентом усиления иблок управления, причем выход схемыцифрового управления коэффициентомусиления подключен к управляющему входу .калибровочного усилителя, а ее. вход соединен с первым выходом блока управления, о т-л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения относительной точное.ти измерения, расширения динамического диапазона и области примененияфотометра, аналого-цифровой преобразователь выполнен из компаратора,цифроаналогового преобразователя иисточника опорного напряжения, аблок управления выполнен иэ пятирегистров, процессора, запоминающего устройства, таймера, генератора,цифрового табло, клавиатуры и шиныинтерфейса, через, которую соединеныдруг с другом процессор, запоминающее устройство, таймер и пять регистров, причем цифровое табло соединено с шиной интерфейса через пер.вый регистр, а клавиатура - черезвторой регистр, третий и четвертый.регистры соединены соответственнос первым и вторым выходами блокауправления, генератор соединен свходом таймера, выход которого соединен с входом процессора, пятыйрегистр соединен с выходом компаратора, один вход которого соединенс выходом калибровочного усилителя,а другой вход - с выходом цифроаналогового преобразователя, один входкоторого соединен с четвертым регистром, а другой вход - с источником опорного напряжения15 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в химической, текстильной промышленностях, а также в медицине и оптическом приборостроении, 5 т.е. там, где необходимо измерять коэффициенты пропускания оптических сред, проводить измерение концентрации примесей в растворах и измере". ние активности биологических сред.Цель изобретения - повышение относительной точности измерения, расширение динамического диапазона и функциональных возможностей фото- метра.На чертеже показана функциональная схема фотометра.Фотометр содержит оптический блок 1, блок 2 фотоприемников, калибро 20 вочный усилитель 3, схему 4 цифрового управления коэффициентом усиления, аналого-циФровой преобразователь (ЛЦП) 5, состоящий из компара- . тора 6 цифроаналогового преобразо 325 вателя (ЦАП) 7 и источника 8 опор.ного напряжения, регистры 9-13, цифровое табло 14, клавиатуру 15, процессор 16, запоминающее устройство 17, таймер 8, генератор 19 и шину 20 интерфейса.За оптическим блоком последовательно расположены блок 2 Фотоприемника и калибровочный усилитель 3, выход которого. соединен с одним из входов компаратора 6, второи вход которогон 35 соединен через ЦАП 7 с источником 8 опорного напряжения, а выход через регистр 11 соединен с шиной 20 интерфейса. С шиной 20 интерфейса.через регистры .10 и 9 соединены управ 40 ляющие входы, ЦАП 7 и схемы 4 цифрового управления коэффициентом усиления соответственно. Выход схемы подключен к управляющему входу калибровочного усилителя 3; Через ре 45 гистры 12 и 13 к шине 20 также подключены цифровое табло 14 и клавиатура 15. Процессор 16, запоминающее устройство 17 и таймер 18 .подключены непосредственно к шине 20 интерфей 50 са. Генератор 19 подключен к одному из входов таймера 18, один из выходов которого соединен с тактирующим входом процессора 16. Совокупность блоков 9-20 представляет собой блок 21 управления.Фотометр работает следующим образом. Исходное состояние Фотометра таково, что все регистры обнулены, состояние схемы 4 цифрового управления и калибровочного усилителя 3 произвольное, сигнал оптического излучения.с блока 1 поступает в блок 2 фотоприемника. В запоминающее устройство 17 записаны программы, соответ" ствующие выполняемым функциям прибора "Калибровка", "Измерение пропускания", "Измерение оптической плотности", "Измерение концентрации", "Измерение активности". В оптическом канале исследуемый образец отсутствует.При нажатии одной из клавиш "Калибровка", "Измерение пропускания","Измерение активности" клавиатуры15 вырабатывается соответствующийкод, который через регистр 13 вводавывода поступает в процессор 16 через шину 20. Процессор 16 но приходукода с клавиатуры 15 переходит к выполнению соответствующей программы,записанной в запоминающем устройстве17. Если "Калибровка", например, нажата, процессор 16 переходит к выполнению программы "Калибровка", приэтом под воздействием излучения с оптического блока 1 блок 2 фотоприемников вырабатывает напряжение У,соответствующее 1003-ному пропусканию, Сначала процессор 16 производит масштабирование напряжения следующим образом: процессор через регистр 1 О ввода-вывода подает на цифровые входы, ЦАП 7 код И , Нц ==2 ", по приходу которого й -разрядный ЦАП 7 подает на второй входкомпаратора 6 напряжениеПоюцап Поп2 УЗатем через регистр 9 ввода-выводапроцессор 16 подает на цифровые входы схемы 4 цифрового управления коэффициентом усиления код Н=О,по приходу которого калибровочныйусилитель 3 устанавливает коэффициент усиления К, равный К 1=2 с =1. Напряжение, поступающеес блока 2 фотоприемников, преобразуется калибровочным усилителем 3 внапряжение П,1, поступающее на первый вход компаратора 6, причемКцсКомпаратор 6 сравнивает напряженияПи Цз и выдает в регистр 11 вводания Б, способом, аналогичным масштабированию при выполнении программыКалибровка , в результате чегопроцессор 16 подбирает такой код 5 Н что- сБ с П13 оО1 ойЗатем процессор 16 выполняет аналого-цифровое преобразование напряже ния П. способом, аналогичным аналого-цифровому преобразованию при вы 11 11полнении программы Калибровка . Врезультате вырабатывается код М.такой, что52 ооо,Затем процессор рассчитывает величину20 Е 2 "е 1 2"После чего процессор 16 рассчитывает пропускание исследуемого образцаЯ - Е - 18211 Я 1Кк25 Далее процессор 16 через регистр 12ввода-вывода выводит рассчитанноезначение на цифровое табло 14 и пе-реходит к ожиданию нового сигнала склавиатуры 15.30Формирование временных интервалов для проведения вычислительныхфункций процессором 16, а также так"тирование всех регистров осуществляется таймером 18, который формирует 35 необходимые интервалы от задающегогенератора 19.Фотометр выгодно отличается от.известного устройства, так как обла,дает более высокой точностью от носительных измерений, и вследствие того, что измеряемый сигнал исигнал калибровки практически приводятся к одинаковым значениям, имеетболее широкий динамический диапазонработы. Кроме того, предлагаемый фотометр позволяет измерять концентрацию примесей и активность изменения оптических сред, что расширяетего функциональные возможности. 3 1200137 вывода код "О" в случае, если П Б11 11г или код 1, в случае, если УП2Процессор 16 анализирует код, поступивший в регистр 11 ввода-вывода, и в случае, если поступил код "0" т.е. П. с П ), последовательно постунает через регистр ввода-вывода на схему е . 34"цифрового управления коэффициентом усиления код 11 Чс= 1,2. , и т.д. до тех пор, пока не подберет код Мк=Н, по приходу которого калибровочный усилитель 3 установит такой К 1, что П станет больше У Таким образом, в результате масштабирования напряжения У, процессор 16 подбирает такой код Б (и такой К, калибровочного усилителя 3), что- Ц,. П, (1) причем П = П 2Затем процессор 16 с помощью .ЛАП 7, компаратора 6 и источника 8 опорного напряжения выполняет аналого-цифровое преобразование напряжения П, в результате чего процессор вырабатывает код И такой, что(2), Затем на основании соотношений (11 и (2) процессор 16 рассчитывает величину Х= /О1 %и запоминает ее в качестве калибровочного числа в запоминающем устройстве 17. На этом выполнение программы "Калибровка" процессором 16 заканчивается,. и процессор переходит в состояние ожидания поступления с клавиатуры 15 нового кода нажатой клавиши.Если после этого нажать клавишу"Измерение пропускания" процессор 16 переходит к выполнению программы"Измерение пропускания" (при выполнении этой программы в оптическом блоке 1 должен быть установлен исследуемый образец). Процессор 16 производит мастабирование напряжеое Филиал ПП 11 "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 каз 7857/47 Тираж 89 б ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Рауш