SU1518682A1 - Устройство дл определени посто нной времени фотоприемных устройств - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к фотометрии и может быть использовано дл  автоматизированного определени  посто нной времени фотоприемников и фотоприемных устройств. Цель изобретени  - повышение производительности измерений. По команде с выхода блока начальной установки 8, поступающей через блок управлени  излучателем 3, осуществл етс  включение управл емого излучател  1 (то есть начало первого цикла). В запоминающем устройстве 15 осуществл етс  запись и хранение уровн  напр жени  сигнала U_макс, соответствующего освещенности, создаваемой источником излучени  1 на приемной площадке фотоприемника 2, и выделение 0,632 от значени  этого сигнала на выходе формировател  напр жени  сравнени  5. Во врем  каждого последующего цикла на выходе устройства сравнени  6 формируетс  управл ющий импульс, соответствующий достижению текущим значением сигнала U(T) фотоприемника 2 значени  0,632 от стационарного (установившегос ) значени  U_макс фотоприемника 2, а также очередна  запись в запоминающее устройство 15 блока 5 сигнала U_макс с выхода фотоприемника 2. Начина  со второго цикла выработка команд включени  и выключени  управл емого источника 1 осуществл етс  формирователем команд управлени  7 по сигналу с выхода фотоприемника 2. Таким образом, организован автоколебательный процесс включени  и выключени  потока на оптическом входе фотоприемника 2, при этом включение и выключение управл емого источника 1 адаптировано к посто нной времени фотоприемника 2. Выходной сигнал одновибратора 33 блока 7, соответствующий по времени моменту включени  излучател  1, поступает на первый вход регистратора 9 (таймера) дл  установлени  начальной точки отсчета времени. Посто нна  времени исследуемого фотоприемника 2 определ етс  в момент остановки ("Стоп") таймера по команде с выхода устройства сравнени , поступающей на второй вход регистратора 9. 1 ил.

Description

1

(2) 4378851/24-25

(22) 16.02.88

(46) 30.10,89. Бюл. К 40

(72) А.Н.Стол ров , В.П.Коваленко

и П. А .Таразанов

(53)535.242 (088.8)

(56) ГОСТ 17772-79. Приемники излучени  и устройства полупроводниковые фотоэлектрические. Государственный Комитет СССР по стандартам. М.: Изд- во стандартов, 1985, с. 33-35.

Авторское свидетельство СССР N 960548, кл. G 01 J 1/44, 1981 .

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОСТОЯННОЙ ВРЕМЕНИ ФОТОПРИЕМПЬПС УСТРОЙСТВ

(57) Изобретение относитс  к фотометрии и .может быть испол)3оиано дл  автоматизированного определени  посто нной времени фотопрпемников и фотоприемных устройств. Цель изоГ11) нн  - повышение пропзн1 дито:и ности иэмерепюЧ. По команде с выход;) блока (ачальной установки 8, погтупаюпюй через блок управлени  излучателем 3, осуществл етс  вклычение упр-тил s(Mor-o излучатели I (т.е. цикла). В запог-гинающем устро1и гве 15 осуществл етс  закис и ; paHeiu i уровн  напр жени  сигнал; ответствующего освещенности, чгздаваемой источником излучени  1 на пр ИС

емной плоп1адке фотоприемника 2, и выделение 0,632 от значени  этого сигнала на выходе формировател  напр жени  сравнен11  5. Во врем  каждого по- сл1 дук1щего цикла на выходе устройства сраннени  6 формируетс  управл ющий импульс, соответствующий достижению текущим значением сигнала l (t) фотоприемника 2 значени  0,632 от стацио- нарного (установившегос ) значени  и МО КС фотоприемника 2, а также очередна  запись в запоминающее устройство 15 блока 5 сигнала с выхода фотоприемника 2. Начина  со вто- рого цикла выработки команд включени  и выключени  управл емого источника 1 осуществл етс  формирователем команд управлени  7 по сигналу ,с выИзобретение относитс  к фотометрии и предназначено дл  автоматизированного определени  собственной посто нной времени фотоприемников и фотоприемных устройств.

Цель изобретени  - повышение про- изводительности измерений.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит тгр вл емый излучатель 1, оптически св занньш с ним блок 2 дл  попключени  исследуемого фотоприемного устройства, блок 3 управлени  излучателем, выход которого подключен к управл емому излучателю 1, дифференцирующую схему 4, вход которой подключен к выходу блока 2, формирователь 5 сигнала сравнени , блок 6 срав}1ени , формирователь 7 команд управлени , блок 8 начальной установки и регистратор 9. При этом вход формировател  7 подключен к выходу дифференцирующей схемы 4, вход которой объединен с информационным входом формировател  7 сигнала сравнени  и первым входом блока 6 сравне- ни , второй вход которого подключен к выходу блока 5 формировател  сигнала сравнени , управл ющий вход которого объедине} с первым входом блока 3 управлени  излучателем и подключен к первому выходу формировател  7 команд управлени , второй иыход которого подключен к второму входу блока 3 управлени  излучателем, к первому входу

хода фотоприемника 2. Таким образом, организован автоколебательный про- це.сс включени  и выключени  потока на оптическом входе фотоприемника 2, при этом включение и выключение управл емого источника 1 адаптировано к посто нной времени фотоприемника 2, Выходной сигнал одновибратора 33 блока 7, соответствующий по времени моменту включени  излучател  1, поступает на первый вход регистратора 9 (таймера) дл  установлени  начальной точки отсчета времени. Посто нна  времени исследуемого фотоприемника 2 определ етс  в момент остановки (Стоп таймера по команде с выхода устройства сравнени , поступающей на второй вход регистратора 9. I ил.

регистратора 9 и к третьему входу блока 6 сравнени , выход которого подключен к второму входу регистратора 9. Причем четвертый пход блока 6 сравнени  объединен с третьим входом блока 3 управлени  излучателем и подключен к первому выходу блока 8 начальной установки, второй выход которого подключен к четвертому входу блока 3 управлени  излучателем.

Блок 3 управлени  излучателем, в свою очередь, содержит усилитель 10, выход которого служит выходом блока, RS-триггер 11, Q-выход которого подключен к входу усилител  10, логический элемент 2ИЛИ 12, выход которого подключен к R-входу RS-триггера 1 1 , а первый вход служит третьим входом блока 3, логический элемент 2ИЛИ 13, выход которого подключен к S-входу RS-триггера 11, первый вход которого подключен к второму входу блока 3, а второй - к четвертому входу блока 3, линию задержки 14, вход которой служит первым входом блока 3, а выход подключен к второму входу логического элемента 2Ш1И J2.

Формирователь 5 сигнала сравнени  выполнен в виде управл емого аналогового запоминающего устройства 15, содержащего входной аналоговый ключ 16 вход которого  вл етс  информационным входом формировател  5, а управл ющий вход - управл ющим входом формировател  5, операционный усилитель 17

515

(используемый в качестве преобразовател  импеданса) с накопительной емкостью (конденсатор 18) на неинвертирующем входе, подключенном к выходу аналогового ключа 16, инвертирующий вход подключен к выходу усилител  17, который служит выходом аналогового запоминающего устройства 15, и делител  19, подключенного входом к выходу ан ало г ово го запоминающего устройства 15, а выходом - к выходу формировател  5 сигнала сравнени .

Блок 6 сравнени  содержит разностный сумматор 20, суммирующий вход которого служит первым входом блока 6, а вычитающий вход - вторым входом блока 6, компаратор 21, неиивертиг ую- щий вход которого подключен к выходу сумматора 20, потенциометр 22, вход KOTopoi o подключен к источнику стабильного напр жени  (опорного), а выход - к инвертирующему компаратора 21, логический элемент 2И 23, первый вход которого подключен к выходу компаратора 21 , одновибратор 24 (сраба- тывающш по переднему фронту гзходного импульса), вход которого подключен к выходу логического 211, а ш - ход - к выходу блока 6, одновибратор 25 (срабатывающий по заднему (Ьронту входного импульса), вход которого подключен к выходу одновибратора 24, логический элемент 2ИПИ 26, подключенный первым входом к выходу одно- вибратора 25, второй вход которого служит четвертым входом блока 6, RS-триггер 27, S-вход которого  вл етс  третьим входом блока 6, R-вход подключен к выходу логического элемента 2ИЛИ 26, а Q-выход подключен к второму входу логического элемента 2Н 23.

Формирователь 7 команд управлени  содержит компаратор 28, неинвертирующий вход которого подключен к входу блока 7, потенциометр 29, подключенный входом к источнику стабильного напр жени  положительной пол рности, а выходом - к инвертирующеьту входу компаратора 28, компаратор 30, подключенный инвертир тощим входом к входу блока 7, потенциометр 31, подклю- ченньц входом к источнику стабильного напр жени  отрицательной пол рности, а выходом - к неинвертирующему входу компаратора 30, одновибраторы 32 и 33, срабатьшающее по заднему фронту входного импульса. Причем вход одно26

вибратора 32 подключен к ных11ду компаратора 28, а выход служит первым выходом блока 7. Вход одновибратора 33 подключен к выходу компаратора 29, а выход  вл етс  вторым выходом блока 7.

Блок 8 начальной установки включает в себ  компараторы 34 и 35, неинвертирующие входы которьк соединены между собой, интегрируюп ,то цепочку 36, вход которой подключен к источнику гп1тани  положитель ой пол рности, а выход - к неинвертирующим входам

компараторов 34 и 35, потенциометры 37 и 38, подключенные входами к стабильному источнику напр жени  положительной пол рности, а выходами - к инвертирующим входам комппраторо; 35

и 34 соответственно, одноьиГ ргп ори 39 и 40 (срабатывающие по пб (тедпему фронту входных сигнапоп), подключенные входами к вь ходам компараторов 34 и 35 соответствс нно. Причем выход одноьибратора 40 служит перьь:м выходом блока 8, а выход ;дновибратора 39 - вторым выходом блока 8.

Устройство работает следующим обрРЗОМ .

В MOMeiiT включени  питп;п .  ус.тройLTisa КК-триггеры 1 i и 27 ч-1 ачанлиьг,- ютс  в произвольное по тожг- ие. Нл ин вертирующ1-гх входах компар. п opcMi 34 и 5 устанавливаютс  напрлчо и  r.orjoгоп

35 , п

3

сраоатывани  U, U,j . Конкретные

выбираютс  при настройке ycijjfu i- ства дл  обеспечени  задержки но. времени выходнь х импульсов однопибрато40 ров 40 и 39, формируе. по Т1ср(дним фронтам сигналов компаратороп по мере нарастани  выходного напр жени  интегрирующей цепочки 36. Выходной сигнал компаратора 40 устанавливает

4g RS-триггер II в нулевое состо ние. Последнее вызывает отключение источника 1 излучени , а также установку RS-триггера 27 в нулевое состо ние. При этом уровень О с его выхода

eg блокирует прохождение сигнало через логи ческий элемент 2И 23 и одпо ибра- тор 24 на регистратор 9. Устройство находитс  в начальном состо нии.

Следующий импульс с выхода одии- вибратора 39 проходит через логический элемент 2ИЛИ 13 на S-вход RS- триггера 1 и переводит его в единичное состо ние, что вычыплс г

715

включение управл емого источника 1 излучени .

Электрический сигнал с выхода фотоприемника блока 2 через дифферен- цируйщую схему 4 поступарт на входы компараторов 28 и 30 и при превьшении порога срабатьшани  компаратора 28 на выходе формируетс  сигнал 1 (при этом одно ибратор 32 не формирует выходного импульса). Затем, при уменьшении выходного сигнала дифференцирующей схемы А до нормированного значени  порога Uj в момент достижени  сигнала с выхода фотоприемника блока 2 стационарного значени  с заданной точностью, на выходе компаратора 28 формируетс  сигнал О и одновибратор 32 формирует нмпульс, который проходит через линию 14 задержки и логический элемент 12 на R-вход RS-триггера 11, формиру  на его выходе сигнал О. Выходной импульс одновибратора 32 поступает непосредственно на управл ющий вход запоминающего устройства 15, открывает аналоговый ключ 16, и выходной сигнал фотоприемника блока 2 запоминаетс .

Таким образом, по окончании импульса одновибратора 32 в аналоговом запоминающем устройстве 15 хранитс  сигнал, соответствующий стап онарно- му значению потока излучател , а на выходе блока 5 - сигнал 0,632 от этого значени . Длительность импульса одновибратора выбираетс  в соответствии с необходимым временем процесса запоминани  выходного сигнала фотоприемника блока 2 в аналоговом запоминающем устройстве 15, а врем  задержки управл ющего импульса с выхода одновибратора 32 линией 14 задержки устанавливаетс  несколько больше времени выходного импульса одновибратора 32, т.е. установка RS- триггера 1 1 в нулевое состо ние производитс  по окончании запоминани  стационарного значени  установившеес  значение, соответствующее освещенности приемной площадки фотоприемника ) сигнала фотоприемника блока 2 запоминающим устройством 15.

Выключение источника 1 излучени  вызывает изменение электрического сигнала на выходе фотоприемника блока 2 и, соответственно, сигнала с выхода дифференцир тощей схемы 4, При этом на компаратора 30 формируетс  сшиал 1 в течение времени.

5

0

6828

когда U, . Одновибратор 33 формирует импульс только по заднему фронту сигнала с выхода компаратора 30, т.е. по достижении сигналом на выходе дифференцирующей схемы 4 порогового значени  U, , соответствующего моменту достижени  сигнала фотоприемника блока 2 стационарного значени  с заданной точностью (при выключении источника излучени ). Импульс с выхода одновибратора 33, прошедший через логический элемент 21ШИ 13, вновь устанавливает RS-триггер 11 в состо ние 1.

Таким образом осуществл етс  автоколебательный процесс включени  и выключени  потока на оптическом входе фотоприемника блока 2. При этом врем  включени  адаптировано к посто нной времени исследуемого фотоприемника блока 2.

Выходной сигнал одновибратора 33, соответствующий по времени моменту

5 включени  излучател  1 , поступает н  первый вход pei-истратора 9 (таймера) дл  установлени  начальной точки отсчета времени. Посто нна  времени исследуемого фотоприемника определ ет ,. с  по моменту равенства текущего значени  сигнала фотоприемника при включении излучател  1 значению 0,632 от стационарного (установившегос ) значени  фотоприемника. Дл  этого выходной сигнал формировател  5 сигнала сравнени  поступает на вычитающий вход сумматора 20, а текущее значение сигнала фотоприемника - на суммирующий вход сумматора 20. S случае превышени  выходным сигналом сумматора 20 значени  порога компаратора 21 на выходе последнего формируетс  сигнал 1. Выходной сигнал компаратора 21 через логический элемент 2И 23 поступает на вход одновибратора 24, формирующего по переднему фронту сигнала компаратора 21 импульс, передний фронт которого точно соответствует времени достижени  0,632 от установившегос  значени  сигнала фотоприем0 ника блока 2.

Таким образом, на регистратор (таймер) 9 поступают два сигнала - начала отсчета (с выхода одновибратора 33) и окончани  отсчета (с вы5 хода одновибратора 24).

RS-триггер 27, логический элемент 2ИЛИ 26 и одновибратор 25 обеспечивают блокирование слм пзп  компарато5

0

5

pa 21 в момент включени  устройства дл  исключени  ошибочных результатов намерений. Это выполн етс  установко RS-триггера 27 в нулевое состо ние (по Q-выходу) при включении питани  устройства импульсом с выхода одно- вибратора АО, поступающим через логический элемент 2ИЛИ 24 на R-вход RS-триггера 27. Прохождение сигнала с выхода компаратора 21 на одновиб- ратор возможно только после установки RS-триггера 27 в единичное состо ние импульсом с выхода одновибра- тора 33. При этом по заднему Лронту иь1пульса одновибратора 24 одновибра- тор 25 формирует импупьс, устанавливающий RS-триггер в состо ние О.

Таким образом, прохождение сигнала отсчета посто нной времени с выхо да блока 6, формируемого по переднему фронту выходного сигнала компаратора 21, возможно только во врем  нахождени  (Q-выхода) RS-триггера 27 в единичном состо нии, т.е., начина  с момента включени  источника излучени  и до момента достижени  текущего значени  0,632 от установивщегос  значени  сигнала фотоприемника 2.

Предлагаемое устройство позвол ет повысить производительность определени  посто нной времени за счет автоматизации определени  времени достижени  на выходе фотоприемного устройства зdдaннoгo уровн  от максимума соответствующего освещенности, создаваемой источником излучени  на приемной площадке фотоприем 1ого устройства ) при сохранении точности измерений . Дополнительньм достоинством устройства  вл етс  возможность быстрых многократных повторных измерений посто нной времени исследуемого фотоприемника , каждое из которых осуществл етс  за врем  пор дка посто нно времени исследуемого фотоприемника.

5

0

5

0

5

0

5

с накоплением гк1лученн(,Х резугигглтон, Что позвол ет существенно снизить систематическую погрещн сть ичмеренич посто нной времени.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  определени  по- сто  нной времени фотоп эиг мных усг- ройств, содерж.чшее управл емый из:гу- чатель , подключеН 1ый к блоку управлени  излучателем, оптически св занньш с управл емым излучателем блок дл  подключени  фотоприемного устройства , выход которого подключен к входу дифференцирующш схемы, и рег истра- тор, отличающеес  тем, что, с целью повыщени  11р(М1чнодитрль- ности измерений, в него пмедены и хзр- миро1 атель сигнала сравнени  , блок сравнени , блок начальной установки и формирователь команд упрзвлпни , вход которого подключен к выходу дифференцирующей схемы, вход которой объединен с информационным входом формировател  сигнала сравнени  и первым входом блока сравнени , второй вход которого подключен к виходу блока формировател  сигнала сравнени , управл ющий вход которого объединен с нервым входом блока управлени  излучателем и подключен к первому выходу формировател  команд упрэвлрни , второй выход которого подключен к второму входу блока управлени  излучателем , к первому входу регистратора и к третьему входу блока сравнени , выход которого подключен к второму входу регистратора, причем четвертьй вход блока сравнени  объединен с третьим входом блока управлени  излучателем и подключен к первому выходу блока начальной установки, второй выход которого подключен к четвертому входу блока управлени  излучателем.