195694. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fényelemes fénymérő berendezés érzékenységének növelésére
1 195 694 * 2 A találmány tárgya eljárás fényelemes fénymérő berendezés érzékenységének növelésére, különösképpen nem gyors fenymérési igények esetén fotoelektronsókszorozó kiváltására. • • Kis fényintenzitások mérésére illetve a fénymérő érzékenységének növelésére ismert a HU 183.768 lajstromszá' mú szabadalmi leírásban ismertetett szolgálati találmány. Itt a mérendő fényt fényérzékelővel érzékelve villamos jelet állítanak elő cs a villamos jelet villamos mérőkörrel .megmérik, amikor is a villamos mérőkor nullhibáját kompenzációs mérés eredmctlyével kompenzálják. E megoldássorán a fénymérés előtt vagy után a-kompcnzációs mérést úgy végzik el, hogy vagy a'mérendő fény fényforrását kikapcsolják, vagy a fényérzékelőt helyettesítik a fényérzékelő belső, impedanciájával megegyező értékű külső paszszív impedanciával. Ennek az, ismert eljárásnak az az alap’ vető hátránya, hogy a megvalósítása igen bon'yolylt és drága. Az ily módon létrehozott fénymérő berendezés'égy nagy bonyolultságú vezérlő készüléket igényel, amely vezérlő készülék vagy analóg szabályozási kört, vagy pedig analóg digitális átalakítót és digitális tárolóclemckct tartalmaz. Mind analóg, mind pedig digitális megvalósítás esetén szükség vart vagy a fényforrás kikapcsolására, vagy pedig a- fényforrás belső impedanciájával megegyező értékű külső, passzív ellenállására való átkapcsolásra, majd ezt kö.vetően a sötét mérési időtartam alatt a -nulihilnik analóg, vagy digitális tárolásira. A tárolt nulibibával arányos jelet ezután analóg, vagy digitális módon a mérendő jeliről le kell vonni. Az eljárás időzítése is kritikus feladat, hiszen a nullhibajcl. tárolását követően a lenymércst a lehető leggyorsabban végre kell hajtani ahhoz, hogy a nuilhibajel változásai niiall a mérésben ne keletkezzen érzékenységcsökkenést okozó hiba. Az ismert eljárások szerint készített fénymérő berendezések nem alkalmasak sem a fényérzékenységet illetően, sein pétiig árukat és méretüket tekintve arra, hogy a hagyományos- és ellcrjedten alkalmazott fofoelcktronsokszurozókírt kiválthassák. A találmány szerinti megoldás egyrészt kiküszöböli az ismert megoldások fűit említett hátrányait, másrészt azoknál egyszerűbb és gazdaságosabb felépítés mellett, szélesebb alkalmazási területen, jóval érzékenyebb, pontosabb, megbízhatóbb és sokoldalú fény mérést tesz lehetővé. A találmány előnye az, hogy az, eljárást a találmány szerint létrehozott berendezéssel igen gyorsan cs egyszerűen lehet elvégezni, cs alkalmazott összeválogatás és adott hőmérsékleten lartás eredményeként az, ismert megoldásokkal el nem érhető fényérzékenység valósítható meg. Az eljárás során összeállított fénymérő berendezés mérete hagyományos fotoelektronsokszorozó méretével összemérhető és áramer/ékenysége meghaladja a 10~J 4A-t. A találmány alapja az a felismerés, hogy a mérendő fényt érzékelő fényelem rövidzárási áramat mérő műveleti erősítés.áram feszültség mérüátalakíló műveleti erősítőjének zajfeszültségeit az erősítő gyártók katalógusaik - ban csak 0,1 Hz. frekvencia fölött adják meg, ugyanakkor a mnve!etr#rősííös áram- feszültség mérőátalakító kimenetének domináns zajösszetevője a műveleti erősítő 0 Hz és 0,1 Hz. közötti tartományba, eső alacsony frekvenciás zajából ered. Az. erősítő zaja és az. erősítő bemenetét lezáró ellenállás zaja - amely általában a fényclern belső ellenállásának az ellenállászaja az áram—feszültség mérőátala kító kimenetén felerősítettem van jelen és a felerősítés mértéke is a fényelem belső ellenállásának a függvénye. A találmány tehát eljárás fényelemes fénymérő bérrendezés érzékenységének növelésére, amely berendez.es- 2 ben a merendő fényt fényelemmcl érzékeljük és’a fényelem rövidzárási áramát műveleti erősítős áram-feszültség mérőátalakítóval mérjük, azzal jellemezve, hogy adott hőmérsékleten a fényelem/ek/-et sötétbe helyezzük és megmérjük a fényelcm/ek/ belső ellenállását, majd az adott hőmérsékleten a műveleti erősítő/kj kapcsaira a lényelem/ek/ belső ellenállásánál kisebb értékű ellenállás /oka/-t csatlakoztatunk és megmérjük a műveleti erősítő/k/ alacsony frekvenciás.zaját, azután a fényelem/ek/-et és a műveleti crősítő/ke/-t a gnért belső ellenálláshoz tartozó termikus zaj és a mért alacsony frekvenciás zaj alapján összeválogatjuk, majd az összeválogatott fényelemmel, illetve féiiyelemckkel és műveleti erősítővel illetve erősítőkkel fénymérő bercndczés/eke/-t állítunk össze, amelylyel illetve amelyekkel történő mérés'során a fényelem /ek/ és a műveleti crősítő/k/ hőmérsékletét adott hőmérsékleten tartjuk. •Előnyösen az adott hőmérsékleten tartott fényelem /ek/ belső ellenállását az cllcnállásmérésre átkapcsolt műveleti erősítős mérőátalakítóval mérjük. További előnyt jelent az. is, hogy a műveleti erősítő alacsony—frekvenciás zaját a műveleti erősítő áram—feszültség mérőájalakítóval úgy mérjük, hogy a műveleti erősítő bemenetére a fényelcm belső ellenállásánál kisebb értékű ellenállást kapcsolunk, ezután a műveleti erősítő visszacsatoló ágába megfelelő értékű visszacsatoló ellenállást iktatunk be, majd aluláteresztő szűrőn keresztül mérjük a műveleti erősítő kimenetén lévő feszültséget. Az eljárásnak további előnye, hogy az eljárás során a fenyelcin/ek/ cs a műveleti' crősítő/k/ hőmérsékletét termoeltklromos hűtéssel a környezeti hőmérséklet alá szabályozzuk, majd-ezen az adott hőmérsékleten állandó értéken tartjuk. A találmányt a továbbiakban rajz segítségévei, az eljárás közreható eszközeinek a bemutatásával ismertetjük. Az. ábra szerint az’ 1 műveleti erősítő cs a 2 fényelem a 3 hőmérsckletszabályozott szakaszban van elhelyezve. Az 1.műveleti erősítő 23, 24, 25 visszacsatoló ellenállása a 26 kapcsolóval kapcsolliatóan a 4 árnyékolt házban helyezkedik el. Mind a 3 hőmérséklotszabályozott szakasz, mind pedig a 4 árnyékok ház közös nullfeszültségre kapcsolt ámyékojást kap, amelyre az igen kis fótoáramok mérése miatt van szükség. A 3 hőmérséklctszabályo/.oít szakasz -hőmérsékletét az. 5 hőmérsékletérzékelő, a 8 változtatható kimenő jelű alapjelképző, a 7 külonbségképző, 9 erősítő és a 6 bcavatkozószerv segítségével, felépített szabályozási kör tartja állandó értéken. A 2 fényelem sötétítését a 10 sötétítő eszköz segítségével lehet megoldani, amely célszerűen egy sötétítő sapka. A 13 szabályozható feszültségforrás kimenő feszültségét a 11, 12 ellenállással felépített feszültségoszto olyan mértékben osztja le,hogy amikvjr a j5 első kapcsoló 17 második állásában azt az 1 műveleti erősítő 14 nem invertáló bemenetére kapcsolja, a 2 fényelem diódája még nem nyit ki. A 15 első kapcsoló 16 első állásában a 12 ellenállás rövidzárban van, így az l műveleti erősítő 14 nem invertáló bemenetére nulla feszültség kerül. Ilyenkor az 1 műveleti erősítőt a 21 potenciométcr segítségével nullázhatjuk ki. Nullázáskor a 18 második kapcsoló 20 második állásába kapcsolt állapotban van és az 1 műveleti erősítő kimenő feszültségét 28 aluláteresztő szülőn keresztül a 22 mérőműszer méri. Nullázás után a 18 második kapcsoló 19 első állásában van, valamint a 15 első kapcsoló 17 második állásába van átkapcsolva és a 22 mérőműszer az 1 műveleti erősítő 14 nem inverláló bemenetére kapcsolt leosztott feszültséget méri. 5 10 15 20 25 ?-0 :i5 10 45 50 55 60 65
