SU890079A2 - Photometer - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к фотометрии и может быть использовано дл  точного измерени  малых количеств энергии излучени . По основному авт.св. № 685933 известен фотометр содержащий ФЭУ с электронным модул тором, источник питани , трансформатор, входом чере разделительный конденсатор включенный между промежутком анод-динод ФЭ а одним выходом через частотный детектор подключенный к регистрирующему прибору, согласующий блок, через который второй выход трансформатора св зан с электронным модул тором ФЭУ 1. Недостатком известного фотометра  вл ютс  ограниченные чувствительность и точность. Целью изобретени   вл етс  повышение чувствительности и точности. Указанна  цель достигаетс  тем, что в известный фотометр, содержащий ФЭУ с электронным модул тором, источник питани , трансформатор, од выходна  обмотка которого через согласующий блок св зана с электрон ный модул тором ФЭУ, друга  - с пос ледовательно включенными частотным детектором и регистрирующим.прибором , а вход через разделительный конденсатор включен между промежутком анод-динод ФЭУ, введены автогенератор с полевым транзистором и последовательным колебательным контуром , состо щим из пьезорезонатора, варикапа и катушки индуктивности, усилитель с емкостной обратной св зью и управл емым резистором в цепи отрицательной обратной св зи, подключенный параллельно промежутку анод-динод ФЭУ, смеситель, опорный генератор и фильтр частоты биений, причем катушка индуктивности включена между общей шиной устройства и катодом варикапа, анод которого соединен с динодом ФЭУ, обкладкой пьезоэлектрического резонатора и через разделительную цепь, состо щую из резистора и катушки индуктивности, с управл ющим электродом управл емого резистора в цепи отрицательной обратной св зи усилител , втора  обкладка пьезоэлектрического резонатора соединена с затврром полевого транзистора автогенераторного измерител , выход которого подсоединен к первому входу смесител , ко второму входу которого подключен выход опорного генератора, а выход смесител The invention relates to photometry and can be used to accurately measure small amounts of radiation energy. According to the main auth. No. 685933 is known a photometer containing a PMT with an electronic modulator, a power source, a transformer, an input coupling separator connected between the anode-dynode PV gap and one output through a frequency detector connected to a recording device, a matching unit through which the second output of the transformer is connected to the electronic PMT modulator 1. A disadvantage of the known photometer is its limited sensitivity and accuracy. The aim of the invention is to increase the sensitivity and accuracy. This goal is achieved by the fact that in a well-known photometer containing a PMT with an electronic modulator, a power source, a transformer, one output winding of which is connected to an electronic PMT modulator via a matching unit, the other is connected with a frequency detector and a registering instrument , and the input through the coupling capacitor is connected between the anode-dynode gap of the photomultiplier, an oscillator with a field-effect transistor and a series oscillatory circuit consisting of a piezoresonator, a varicap, and a coil ktivnosti, an amplifier with a capacitive feedback and a controlled resistor in the negative feedback circuit, connected in parallel to the anode – dynode of the photomultiplier, a mixer, a reference generator and a beat frequency filter, the inductance coil being connected between the common bus of the device and the varicap cathode, the anode of which connected to the dinode of the photomultiplier, the lining of the piezoelectric resonator and through the separation circuit consisting of a resistor and inductance coil with the control electrode of the controlled resistor in the negative reverse circuit Amplifier, the second plate of the piezoelectric resonator is connected to the gate of the field-effect transistor of the oscillator, the output of which is connected to the first input of the mixer, the second input of which is connected to the output of the reference generator, and the output of the mixer

соединен со входом фильтра частоты биений, к выходу которого подключен вход трансформатора.connected to the input of the beating frequency filter, to the output of which the transformer input is connected.

На чертеже изображена структурна  схема фотометра.The drawing shows a structural diagram of a photometer.

Устройство содержит ФЭУ 1, источник питани  2, электронный модул тор 3, автогенератор 4, отрицательную емкость 5, опорный кварцевый автогенератор б, смеситель 7, фильтр частоты биений 8, трансформатор 9, частотный детектор 10 и регистрирующий прибор 11 .. The device contains a PMT 1, a power source 2, an electronic modulator 3, an auto-oscillator 4, a negative capacitance 5, a reference quartz auto-oscillator b, a mixer 7, a beat frequency filter 8, a transformer 9, a frequency detector 10 and a recording device 11 ..

Автогенераторный измеритель 4, выполненный по схеме с емкостной св зью и пьезокварцевым резонатором с последовательным управлением его частотой в цепи возбуждени , содержит полевой транзистор 12, пьезокварцевый резонатор 13, варикап 14 и катушку индуктивности 15, образующие совместно с промежутком анод-динод 1 колебательный контур в цепи возбуждени  автогенератора, р езисторы 17, 18, обеспечивающие подачу напр жени  смещени  на затвор полевого транзистора , конденсатор 19 в цепи обратной св зи, резистор 20 и конденсатор 21, образующие цепь автосмещени  и переходной конденсатор 22.The self-oscillator meter 4, made according to the circuit with capacitive coupling and piezoquartz resonator with sequential control of its frequency in the excitation circuit, contains a field-effect transistor 12, piezoquartz resonator 13, varicap 14 and inductance 15, which together with the anode-dynode 1 form an oscillating circuit in the gap oscillator excitation circuits, resistors 17, 18, supplying the bias voltage to the gate of the field-effect transistor, the capacitor 19 in the feedback circuit, the resistor 20 and the capacitor 21, forming the circuit displacement and transitional capacitor 22.

Отрицательна  емкость, выполненна  на усилителе 23 и подключенна  через конденсатор 24, содержит конденсатор 25, осуществл ющий обратную св зь, управл емый резистор 26 и конденсатор 27, образующие цепь дополнительной отрицательной обратной св зи. Резистор 28 и катушка индуктивности 29 включены в цепи управл ющего электрода управл емого резистора .The negative capacitance, made on the amplifier 23 and connected through a capacitor 24, contains a capacitor 25, providing feedback, a control resistor 26 and a capacitor 27, forming a circuit of additional negative feedback. A resistor 28 and an inductor 29 are included in a control electrode circuit of a controllable resistor.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

До измерени  потока излучени  отрицательна  емксоть 5 настраиваетс  так, чтобы обща  емкость промежутка анод-динод 16,варикапа 14 и отрицательный емкости 5 совместно с конденсатором 24 соответствовала услови м , блргзким к начальной расстройке контура в цепи затвора автогенераторного измерител  4. Начальна  расстрока выбираетс  ниже частоты последовательного резонанса пьезокварцевого резонатора 13. Опорный автогенератор 6, стабилизированный кварцем, настраиваетс  на частоту измерительного автогенератора 4. Сигналы автогенераторов 4, б через конденсаторы подаютс  на смеситель 7, а затем через фильтр частоты биений 8 на первичную обмотку трансформатора 9. При одинаковой настройке автогенераторов частота биений на выходе фильтра низкой частоты равна нулю.Before measuring the radiation flux, the negative capacitance 5 is adjusted so that the total capacitance of the anode-dynod gap 16, the varicap 14 and the negative capacitor 5 together with the capacitor 24 correspond to the conditions blinding to the initial detuning of the circuit in the autogenerator meter 4 circuit. The initial distance is below the frequency sequential resonance of the piezoquartz resonator 13. The reference oscillator 6, stabilized by quartz, tunes to the frequency of the measuring oscillator 4. Signals of the autogenerators 4 , b through the capacitors are fed to the mixer 7, and then through the filter of the beat frequency 8 to the primary winding of the transformer 9. With the same autogenerator setting, the beat frequency at the output of the low frequency filter is zero.

При измерении потока излучени  протекание тока через ФЭУ приводит к изменению величины комплексного сопротивлени  анод-динода 16, а также.When measuring the radiation flux, the flow of current through the photomultiplier leads to a change in the value of the impedance of the anode-dynode 16, as well.

к уменьшению величины напр жени  на диноде ФЭУ и аноде варикапа 14. Вследствие этого уменьшаетс  напр жение смещени  на варикапе 14 и на управл ющем электроде управл емого реJ зистора 26 в цепи отрицательной обратной св зи отрицательной емкости 5. Емкость варикапа уменьшаетс , а величина отрицательной емкости измен етс , способству  общему резкомуto a decrease in the voltage at the dinode of the PMT and the anode of the varicap 14. As a result, the bias voltage on the varicap 14 and on the control electrode of the controlled resistor 26 in the negative feedback circuit of the negative capacitance decreases. The capacitance of the varicap decreases and the negative capacitance change, contributing to the overall sharp

Q уменьшению емкости параллельной цепи 16, 14, 15, 5, котора  служит дл  последовательного управлени  частотой пьезокварцевого резонатора 13. Частота автогенератора 4 уменьшаетс  и на выходе фильтра низкой частоты 8Q decreases the capacitance of the parallel circuit 16, 14, 15, 5, which serves to sequentially control the frequency of the piezoquartz resonator 13. The frequency of the oscillator 4 is also reduced at the output of the low-frequency filter 8

5 по вл етс  сигнал биений, подаваемый на входную обмотку трансформатора 9. Низкочастотный сигнал с одной из выходных обмоток трансформатора 9 подаетс  на вход согласующего блока 35, a beat signal is applied to the input winding of the transformer 9. A low-frequency signal from one of the output windings of the transformer 9 is fed to the input of matching unit 3

0 и далее на модулирующие электроды ФЭУ, а со второй выходной обмотки сигнал подаетс  на частотный детектор 10, к выходу которого подключен регистрирующий прибор 11. Изменение величины измер емого потока излучени , в итоге, приводит к изменению частоты биений.0 and further to the modulating electrodes of the PMT, and from the second output winding, the signal is fed to the frequency detector 10, to the output of which the registering device 11 is connected. A change in the measured radiation flux ultimately leads to a change in the beat frequency.

Использование резистивных свойств промежутка анод-динод ФЭУ дл  управ- лени  варикапом и отрицательной емкостью , включенными в частото-задающий контур с пьезорезрнатором с последовательным управлением частотой , а также осуществление модул ции тока ФЭУ низкочастотным сигналом позвол ют значительно увеличить чувствительность устройства.The use of the resistive properties of the anode-dynod photomultiplier gap for controlling the varicap and negative capacitance included in the frequency-driving circuit with a piezoresistive circuit with sequential frequency control, as well as modulating the current of the photomultiplier with a low-frequency signal, significantly increase the sensitivity of the device.

Данное изобретение позвол ет снизить погрешности, св занные с вли нием темнового тока ФЭУ, что способствует увеличению чувствительности и точности измерений.This invention allows to reduce the errors associated with the influence of the dark current of the photomultiplier, which contributes to an increase in the sensitivity and accuracy of measurements.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Фотометр по авт. св. № 685933, отличающийс  тем, что, с целью повышени  чувствительности и точности, в него дополнительно ввел дены измерительный автогенератор с полевым транзистором и последовательным колебательным контуром, состо щим из пьезоэлектрического.резонатора , варикапа и катушки индуктивности , усилитель с емкостной обратнойPhotometer on auth. St. No. 685933, characterized in that, in order to increase sensitivity and accuracy, a measuring oscillator with a field-effect transistor and a series oscillatory circuit consisting of a piezoelectric resonator, a varicap and an inductance amplifier, a capacitor with inverse св зью и управл емым резистором вconnection and controlled resistor цепи отрицательной обратной св зи, подключенный параллельно промежутку анод-динод ФЭУ, смеситель, опорный генератор и фильтр частоты биений,a negative feedback circuit, connected in parallel with an anode-dynode photomultiplier, a mixer, a reference oscillator and a beating frequency filter, причем катушка индуктивности включена между общей шиной устройства и катодом варикапа, анод которого соединен с динодом ФЭУ, обкладкой пьезоэлектрического резонатора и черезmoreover, the inductor is connected between the common bus of the device and the varicap cathode, the anode of which is connected to the dinode of the photomultiplier, the lining of the piezoelectric resonator and through разделительную цепь , состо щую изseparator chain consisting of