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DE2540511B2 - Photometer - Google Patents

Photometer

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Publication number
DE2540511B2
DE2540511B2 DE19752540511 DE2540511A DE2540511B2 DE 2540511 B2 DE2540511 B2 DE 2540511B2 DE 19752540511 DE19752540511 DE 19752540511 DE 2540511 A DE2540511 A DE 2540511A DE 2540511 B2 DE2540511 B2 DE 2540511B2
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DE
Germany
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light
photometer
time
amplifier
signal
Prior art date
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Application number
DE19752540511
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English (en)
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DE2540511A1 (de
DE2540511C3 (de
Inventor
Alfred Ing. Wien Steinbatz
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C Reichert Optische Werke AG
Original Assignee
C Reichert Optische Werke AG
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Publication date
Application filed by C Reichert Optische Werke AG filed Critical C Reichert Optische Werke AG
Publication of DE2540511A1 publication Critical patent/DE2540511A1/de
Publication of DE2540511B2 publication Critical patent/DE2540511B2/de
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Publication of DE2540511C3 publication Critical patent/DE2540511C3/de
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/10Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void
    • G01J1/16Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void using electric radiation detectors

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Description

45
Die Erfindung betrifft ein Photometer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Insbesondere bei den sogenannten Einstrahlphotometern wird grundsätzlich so vorgegangen, daß der Meßstrahl einem photoelektrischen Wandler, beispielsweise einem Sekundärelektronenvervielfacher, über eine Chopperscheibe zur Erzeugung unterschiedlicher Strahlungsintensität zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Wandlers setzt sich dann aus dem sogenannten Dunkelstrom-Signal und einem von der Intensität der einfallenden Strahlung abhängigen Signal zusammen. Dabei muß berücksichtigt werden, daß sich der Dunkelstrom dauernd ändert. Diese Änderung des Dunkelstromes bezeichnet man als Rauschen.
Bei Gleichlicht-Photometern ergibt sich nun die Schwierigkeit, daß der Dunkelstrom, welcher temperaturabhängig ist, kompensiert werden muß. wozu meist ein manueller Nullpunktabgleich vorgenommen wird. Ein eventuelles höherfrequentes Rauschen wird durch Integration beseitigt. Dies hat zur Folge, daß man sehr lange Einstellzeiten erhält. Wesentlich störender für die Anzeige, insbesondere bei Verwendung von digitalen Anzeigeeinrichtungen, ist aber das niederfrequente Rauschen, das sich in einer langsamen Schwankung der Anzeige äußert. Bei digitaler Anzeige kann dies beispielsweise zu einer laufenden Änderung in der letzten angezeigten Stelle führen.
Bei den Wechsellicht-Photometern, zu denen auch das gemäß der Erfindung gehört, wird eine Wechselspannung verstärkt. Infolgedessen entfällt der Gleichstromanteil. Weiterhin kann bei derartigen Photometern der Einfluß von Falschlicht, welches beispielsweise durch ein Okular einfällt, vernachlässigt werden, weil das Falschlicht ja nicht der Zerhackung durch den Chopper unterliegt Bei den bekannten Wechsellicht-Photometern wird nun so vorgegangen, daß das Wechselspannungs-Ausgangssignal des photoelektrischen Wandlers, z. B. eines Photomultipliers, selektiv verstärkt wird.
Die bekannten Wechsellicht-Photometer haben jedoch ebenfalls eine Reihe von Mängeln. Zum einen läßt sich mit vertretbarem Aufwand die Drehzahl des zum Antrieb der Chopperscheibe dienenden Motors nicht konstant genug halten. Dies hat zur Folge, daß ein Verstärker mit verhältnismäßig großer Bandbreite verwendet werden muß, was wiederum dazu führt, daß auch das Rauschsignal, insbesondere ein niederfrequentes Rauschsignal, mitverstärkt wird. Weiterhin hat sich gezeigt, daß die Langzeitstabilität der üblicherweise verwendeten Verstärker nicht gut ist. Das von Zeit zu Zeit erforderliche Nachstimmen ist kompliziert und aufwendig.
Bei den üblichen Photometern, die nach der Wechsellicht-Methode arbeiten, ist es erforderlich, die Wechselspannung vor der Anzeige gleichzurichten. Eine Gleichrichtung führt aber wiederum zwangsläufig zu Fehlern und fordert einen entsprechenden Aufwand. Zur Ausschaltung der Fehler wurde zwar auch schon vorgeschlagen, eine phasenempfindliche Gleichrichtung vorzusehen (DL-PS 65 468). Diese Art der Gleichrichtung ist jedoch teuer und ebenfalls sehr aufwendig.
In der DT-OS 23 31 191 ist ein Photometer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und das zugehörige Lichimeßvcrfahrcn beschrieben. Bei diesem bekannten Photometer wird in der Dunkelphase (Abgleichphase) das aus einem Verstärker kommende Signal mit einem weiteren Verstärker zusätzlich verstärkt und über einen Schalter und einen Widerstand auf den Eingang des ersten Verstärkers rückgekoppelt, um damit den Dunkelstrom zu kompensieren. Gleichzeitig wird in der Dunkelphase über einen zweiten Schalter und einem weiteren Widerstand ein Kondensator aufgeladen. In der Hellphase (Meßphase) sind die beiden vorerwähnten Schalter offen, wobei sich der Kondensator über einen dritten Schalter entlädt. Durch diese Rückkoppelung in der Meßphase findet wiederum eine Kompensation des Dunkelstromes des ersten Verstärkers statt. Be dem bekannten Photometer wird also einerseits durch Rückkoppelung in der Abgleichphase der Dunkelstrorr kompensiert. Andererseits wird durch Speicherung unc Abrufung des in der vorhergehenden Abglcichphas« gespeicherten Wertes dieser wieder durch ein« Rückkopplung auch während der Meßphase all Kompensationsstrom dem ersten Verstärker zugeführt Dabei erfolgt keine Dämpfung der Signale der Hell- unc Dunkelphase. Infolgedessen ist davon auszugehen, dal bei dem bekannten Gerät der durch Rückkopplung it der Abgleichphase zugeführte Strom nur der Wert einei einzigen Abgleichphase ist. Infolgedessen kann eir niederfrequentes Rauschen höchstens unvollständig
kompensiert bzw. ausgeschaltet werden, da das niederfrequente Rauschen ja einer Signaländerung über viele Phasen entspricht
Im übrigen ist davon auszugehen, daü bei dem bekannten Photometer Veränderungen in der Schräge der Anstiegs- und Abfallflanken der jeweiligen Signale einen erheblichen Einfluß auf das Meßergebnis haben. Insofern ist also die Genauigkeit, die sich bei dem bekannten Photometer erzielen läßt, nur begrenzt
Aus der DT-OS 24 03 368 ist ein Spektrometer bekannt, bei dem zwischen photoelektrischem Wandler und Anzeigeeinrichtung zwei parallele, gleichartige Strompfade vorgesehen sind, die zu den beiden Eingängen eines Differenzverstärkers führen und in denen jeweils in Reihe ein Schalter sowie zwischen Schalter und entsprechendem Eingang des Differenzverstärkers ein Kondensator mit einem Operationsverstärker, die zusammen eine Speicherscba!"ing darstellen, liegt. Dieses bekannte Spektrometer ist für Untersuchungen mit Mehrfachwellenlängen bestimmt, wobei das Absorptionsverhalten eines bestimmten Stoffes bei unterschiedlichen Wellenlängen untersucht werden soll, um dann ein entsprechendes, das unterschiedliche Verhalten berücksichtigendes Signal zu erzeugen. Bei dem bekannten Spektrometer dient zur Rauschunterdrückung ein Bezugslagengeber, der über eine Trenntorschaltung abwechselnd einen von zwei als Schalter dienenden Transistoren ansteuert. In der Hellphase gelangt das Normalsignal zu einem Wechselrichter, dessen Funktion aus der DT-OS 24 03 368 nicht genau hervorgeht, während in der Dunkelphase ein invertiertes Signal an den Wechselrichter gelegt wird. Infolgedessen wird zwar in gewissem Umfange eine Kompensation des Rauschens möglich sein. Da aber zur Ansteuerung der beiden Schalter bei dem bekannten Spektrometer nur eine einzige Lichtschranke dient, erfolgt die Umschaltung zwischen Hell- und Dunkelphase jeweils im Bereich der Anstiegsflanken. Hieraus ergibt sich, daß beim Subtrahieren der Dunkelphase von der Hellphase nicht nur der jeweilige Gleichstromanteil eliminiert wird. Es wird vielmehr auch ein Teil des eigentlichen, für die Messung zu verwendenden Signals, der von der Flanke herrührt, als Störsignal abgezogen, wodurch sich eine Ungenauigkeit ergibt. Diese Unexaktheit macht sich einerseits bei Bestimmung des Mittelwerts bei einer einzigen Wellenlänge, andererseits auch beim Vergleich der mehreren Wellenlängen entsprechenden Meßsignale in einer Verfälschung bemerkbar.
Es ist zu der DT-OS 24 03 368 weher darauf hinzuweisen, daß die beiden gleichartigen Strompfade, die abwechselnd geschaltet werden können, eine ganz bestimmte Aufgabe haben. Bei dem bekannten Spektrometer dienen nämlich die Pfade mit den entsprechenden Schaltern der Umstellung auf unterschiedliche Filter und somit der Messung bei verschiedenen Wellenlängen, wozu jeweils über ein lichtempfindliches Element einer der an die jeweilige Wellenlänge offensichtlich angepaßten Strompfad angeschlossen ist. Dabei kann die Zahl der parallelen Strompfade bei dem bekannten Spektrometer entsprechend der Anzahl der zu verwendenden Filter erhöht werden. Keinesfalls dienen die parallelen Strompfade bei dem bekannten Spektrometer zur Rauschunterdrückung und Erhöhung der Meßgenauigkeit.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Photometer der eingangs erwähnten Art zu schaffen, hei welchem das Rauschen, und zwar insbesondere das niederfrequente Rauschen, in einfacher Weise, d. h. ohne erheblichen baulichen und schaltungsmäßigen Aufwand eliminiert wird, so daß die Anzeigegenauigkeit erhöht werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Photometer mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst Vorteilhafte Ausgestaltungen des Photometers sind dabei Gegenstand der Ansprüche 2 bis 4.
Bei Ausbildung eines Photometers gemäß der Erfindung wird das hochfrequente Rauschen und auch ein Rauschen mit der Chopperfrequenz durch die von Widerstand und Kondensator in den beiden Strompfaden gebildeten Tiefpässe gedämpft Dabei ergibt sich der Vorzug, daß Änderungen in der Drehzahl der Chopperscheibe ohne größeren Einfluß auf die Messung bleiben, weil die Zeitkonstante des Tiefpasses bzw. der Tiefpässe entsprechend hoch gewählt ist. Wesentlich ist aber vor ailem, daß auch ein niederfrequentes Rauschen zuverlässig eliminiert wird, da an den Eingängen des Differenzverstärkers Spannungssignale von den Kondensatoren und dem Operationsverstärker her anliegen. die sich neben dem tatsächlichen, von dem Strahl herrührenden Signal nur um einen solchen Wert unterscheiden, der der Änderung des Dunkelstroms infolge des niederfrequenten Rauschens in der Zeit entspricht, in der der Strahl entweder völlig freigegeben oder völlig abgedeckt ist. Dabei ist davon auszugehen, daß die Signaländerungen aufgrund Rauschens in dieser Zeit nur sehr gering sein werden. Man erhält also bei dem Photometer am Eingang der Anzeigeeinrichtung auch über einen längeren Zeitraum praktisch ein konstantes, vom Rauschen nahezu unbeeinflußtes Signal, so daß beispielsweise ohne Schwierigkeiten auch eine digitale Anzeigeeinrichtung verwendet werden kann, ohne daß ein dauerndes Springen der letzten Ziffer zu befürchten wäre. Im Gegensatz zu dem bekannten Photometer ist dabei auch nicht mn irgendwelchen Ungenauigkeiten durch Veränderung in der Flankensteilheit der Ausgangssignale des photoempfindlichen Elements zu rechnen, nachdem ja irgendwelche Flanken-Änderungen dadurch nicht in das Meßergebnis eingehen, daß die Triggerschaltung den einen Schalter nur während der völligen Freigabe des Strahlenganges und den anderen Schalter nur während der völligen Unterbrechung des Strahlenganges schließt.
Es ist im übrigen noch darauf hinzuweisen, daß die Verknüpfung der einzelnen Bauteile bei der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung eine grundsätzlich andere ist als bei dem Spektrometer gemäß DT-OS 24 03 368, weshalb auch davon auszugehen ist, daC d*e Arbeitsweise des Photometers nach der Erfindung sich von der des bekannten Spektrometers grundlegend unterscheidet.
Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform eines Photometers nach der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 schematisch den Aufbau eines Wechsellicht-Einstrahlphotometers,
Fig. 2 die am Punkt Il in Fig. 1 gemessene Wellengleichspannung in graphischer Darstellung und
F i g. 3 eine Darstellung zur Erläuterung der Signale zur Ansteuerung der Schalter und der Zeiten, während der diese Signale verarbeitet werden.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Wechseilicht-Einstrahlphotometer fällt ein Strahl 1 einer Strahlungsquelle 2, beispielsweise einer Lichtquelle, auf einen phot^elektri-
sehen Wandler 3, im vorliegenden Falle einen Sekundärelektronenvervielfacher. Der Strahl 1 wird in an sich bekannter Weise mittels einer Chopperscheibe 4, die von einem Motor 5 in Drehung versetzt ist, periodisch unterbrochen. Die Zeitdauer der Unterbrechung und der Freigabe des Strahles 1 durch die Chopperscheibe 4 hängt dabei von der Form der Einschnitte der Chopperscheibe 4 und deir Drehzahl des Motors 5 ab. Der Ausgangsstrom des Sekundärelektronenvervielfachers 3 an der Leitung 6 wird über einen hochohmigen Operationsverstärker OPo, der in üblicher Weise über einen Widerstand /?0 rückgekoppelt ist, verstärkt und in ein Spannungssignal umgewandelt. Das an dem Punkt 11 in Fig. 1 auftretende Spannungssignal ist aus F i g. 2 ersichtlich. Es handelt sich um eine sogenannte Wellengleichspannung, die aus dem Gleichspannungsanteil LL und dem Wechselspannungsanteil U~ besteht. Dieses Wellengleichspannungssignal, wie es in F i g. 2 gezeigt ist, ist auch in F i g. 3 oben wiedergegeben. Nähere Einzelheiten hinsichtlich des Signals werden nachstehend anhand der F i g. 2 und 3 noch erläutert werden.
An den Operationsverstärker OP0 schließen sich zwei parallele Strompfade über die Leitungen 7 und 8 an. Die beiden Strompfade sind jeweils gleichartig aufgebaut und führen zu den beiden Eingängen 9 und 10 eines Differenzverstärkers OP3.
In dem Strompfad zwischen der Leitung 7 und dem Eingang 9 ist ein veränderlicher Widerstand R\ vorgesehen, zu dem in Reihe ein Feldeffekttransistor 77?] liegt. Weiterhin ist in Reihe zu dem Feldeffekttransistor TT?! und dem Widerstand R\ ein Operationsverstärker OPi geschaltet. Schließlich liegt in Reihe noch ein Widerstand Äj, der gegebenenfalls einstellbar sein kann. Zwischen dem Feldeffekttransistor 77?i und dem Operationsverstärker OPi zweigt ein Kondensator C\ ab, der andererseits an Masse liegt.
Entsprechend dem Aufbau des ersten Strompfades umfaßt der Strompfad zwischen der Leitung 8 und dem Eingang 10 des Differenzverstärkers OP3 einen veränderlichen Widerstand R2, einen Feldeffekttransistor TR2. einen Kondensator C2. einen Operationsverstärker OP2 und einen Widerstand R%.
An dem Ausgang 11 des Differenzverstärkers OP3 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel ein digitales Anzeigeinstrument 12 angeschlossen. Der Operationsverstärker OPi ist mit den Widerständen Ri, Ra. Rs und Rt, als Differenzverstärker beschaltet.
Die Feldeffekttransistoren 77?i und TR2 dienen als abwechselnd öffnende und schließende Schalter in den beiden Strompfaden. Sie werden zu diesem Zweck über eine an sich bekannte Steuerschaltung 13 angesteuert und zwar in Abhängigkeit von Ehigangsimpulsen auf die Steuerschaltung 13. die von lichtempfindlichen Elementen 14 bzw. 15 erzeugt werden. Die lichtempfindlichen Elemente 14,15 werden von Lichtquellen 16 und 17 aus beleuchtet, wobei der Beleuchtungsstrahl ebenfalls durch die Chopperscheibe 4 entsprechend deren Drehzahl und infolgedessen in Anpassung an die Unterbrechung dcj> Strahles 1 periodisch unterbrochen wird. Die Unterbrechung der Strahlen zwischen den Lichtquellen 16,17 und den lichtempfindlichen Elementen 14,15 kann einerseits durch die Aussparungen, die auch zur Unterbrechung des Strahles 1 dienen, erfolgen. Andererseits ist es aber auch möglich, die Chopperscheibe 4 mit besonderen Unterbrechungen für diesen Zweck zu versehen, was im allgemeinen zweckmäßiger sein wird.
Es sei nun unter Zuhilfenahme der F i g. 2 und 3 die Arbeitsweise des Photometers der F i g. 1 erläutert.
In F i g. 3 ist die Chopperzdt Ten angegeben, bei der es sich um die Periodenlän|;e des Wellengleichspannungssignals handelt. Diese Chopperzeit Tch setzt sich zusammen aus der Zeit Th, in der der Strahl durch die Chopperscheibe 4 völlig freigegeben ist, also der Hellzeit, der Zeit TO, in der der Strahl 1 durch die Chopperscheibe 4 völlig verdeckt ist (Dunkelzeit) und den zwischen diesen Zeiträumen Th und Tc liegenden Anstiegs- bzw. Abfallzeiten T*. von denen angenommen sei, daß sie — wie in den meisten Fällen — gleich lang sind. Es gilt also Ten = Th+ Td+2-Ta-
In Fig. 3 sind nun unter der die Wellengleichspannung darstellenden Kurve die Ansteuerimpulse für die beiden Schalter TK1 (oben) und TA2 (unten) gezeigt. Die Zeitdauer Δ T dieser Impulse ist, wie die Zeichnung deutlich erkennen läßt, kurzer als die Hellzeit TH bzw. Dunkelzeit T/> Weiterhin wird der Beginn der Impulse so gelegt, daß die Steuerimpulse für den Schalter TR\ jeweils kurz nach Beginn der Hellphase (Hellzcii Th) angelegt werden, während die Schaitimpulse für den Feldeffekttransistor TRj diesen jeweils kurz nach Beginn de. Dunkelphase (Dunkelzeit Td) erreichen. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß der Schalter TR\ jeweils nur dann geöffnet ist (Feldeffekttransistor leitend), wenn tatsächlich der Strahl 1 durch die Chopperscheibe 4 völlig freigegeben ist. In gleicher Weise ist der Feldeffekttransistor TR2 nur dann leitend, wenn der Strahl 1 durch die Chopperscheibe 4 vollständig unterbrochen ist.
Der Zeitpunkt, an dem die Steuerimpulse für die Feldeffekttransistoren TRi und TR2 auftreten und die Länge Δ T der Impulse läßt sich ohne weiteres durch entsprechenden Aufbau der Steuerschaltung, passende Gestaltung de - Chopperscheibe und geeignete Positionierung der Lichtquellen 16, 17 und lichtempfindlichen Elemente 14,15 einstellen.
Die F i g. 3 liißt weiter erkennen, daß die Steuerimpulse für den ersten Feldeffekttransistor TRt im ersten Strompfad und den zweiten Feldeffekttransistor TR? im zweiten Strompfad jeweils im Abstand einer halben Chopperzeit (T0/?) aufeinanderfolgen.
Es ergibt sich nun folgende Wirkungsweise:
Der Spannungswert der Wellengleichspannung (Fig. 2). der der Hellphase entspricht, wird während der Zeit, in der der Feldeffekttransistor 77?i leitend ist. im ersten Strompfad zum Operationsverstärker OPi und von dort rüm Eingang 9 des Differentialverstärkers OP3
se geleitet. Hierbei erfolgt eine Dämpfung des hochfrequenten Rauschens über den Tiefpaß R1C1. Gleichzeitig wird eine Integration vorgenommen. Die Spannung wird am Kondensator Ci gespeichert. Nach Ende des Steuerimpulses, d. h. nach der Zeit Δ Τ,
wird über die Steuerschaltung 13 der Feldeffekttransi stor TRi gesperrt. Da der Kondensator Ct und der Operationsverstärker OPx eine Speicherschaltung bil den, wird während der nun folgenden Zeit, während der der Schalter TR1 offen, d.h. der Feldeffekttransistor gesperrt ist, die Spannung Ci im wesentlichen gehalten. Da der Eingangswiderstand des Operationsverstärkers OPi sehr hoch ist, ist nämlich die in dieser Zeit stattfindende Entladung des Kondensators G zu vernachlässigen.
Nach einer Zeit Tb/2, d. h. der halben Chopperzeit, wird dann über den zweiten Feldeffekttransistor TR2 wiederum während eines Zeitraumes Δ T der zweite Strompfad geschossen. Hier spielen sich dann die
gleichen Vorgänge ab, die bezüglich des ersten Strompfades vorstehend erläutert wurden.
Da die Entladung der Kondensatoren Q bzw. C2, wie oben erläutert, in der Zeit, in der die Feldeffekttransistoren TRi bzw. TR2 sperren, vernachlässigbar ist, liegt an dem Eingang9des Differentialverstärkers OPj während eines Zeitraumes Ten ein praktisch konstantes Signal an, welches dem Dunkelstrom plus dem vom Strahl 1 hei rührenden Signal entspricht. In gleicher Weise ist der Eingang 10 des Differentialverstärkers OP3 während eines Zeitraumes TCh, der allerdings zeitlich gegenüber dem Signal am Eingang 9 um ΓΓη/2 verschoben ist, mit einem dem Dunkelstrom entsprechenden Signal beaufschlagt. Da sich die Dunkelstromsignale, die maßgeblich vom Rauschen beeinflußt sind, praktisch gegenseitig kompensieren, erhält man am Ausgang 11 des Differentialverstärkers OP3 ein weitgehend konstantes, dem vom Strahl 1 herrührenden Signal proportionales Signal. Dieses Signal ist im allgemeinen ohne weiteres zur Ansteuerung eines digitalen Anzeigegerätes 12 geeignet.
In der Anzeige isi beim Normalbetrieb nur noch die Rauschspannung zu sehen, um die sich das Dunkelsignal bzw. auch das Hellsignal, die bereits mit /?iCi bzw. /?2G gedämpft sind, in der Zeit TCnl2 ändern, da ja der 2s jeweils vorhergehende Wert gespeichert wurde.
Es lassen sich auf diese Weise also die sehr störenden niederfrequenten Rauschfrequenzen weitgehend eliminieren. Die höherfrequenten Rauschanteile sind ohnehin mittels der Tiefpässe R\C\ bzw. R2C2 gedämpft, die derart dimensioniert sind, daß ihre Zeitkonstante Γ = RiQ = R2C2 ein Vielfaches der Schaltzeit Δ T für die Feldeffekttransistoren ist, wobei die Zeit Δ Τ nur etwas kürzer als die Hellzeit Γη bzw. die Dunkelzeit 7Dist.
Die beiden Widerstände R\ und R2 sind veränderliche Widerstände. Dies bietet die Möglichkeit, falls es erforderlich sein sollte, durch gleichzeitiges Verstellen der beiden Widerstände stark mit Rauschen behaftete Signale zu dämpfen, indem die Zcitkonstante der Tiefpässe an die Rauschfrequenz angepaßt wird.
Es sei abschließend nochmals auf die Vorteile, die sich durch ein Vorgehen nach der Erfindung ergeben, hingewiesen.
Der Verstärker OP0 kann hochohmig ausgeführt werden, so daß ein kleiner Strom in einen vernünftigen Spannungswert umgesetzt wird. Das Driften des Verstärkers, welches sich nur in einer Veränderung des Dunkelstromes bemerkbar macht, wird durch die Schaltung kompensiert.
Fällt auf die Kathode des Sekundärelektronenvervielfachers Falschlicht, welches nicht gechoppi wird, so macht sich dieses nur in Form eines größeren Gleichstromanteiles bemerkbar. Dies hat zur Folge, daß die Spannung an den beiden Kondensatoren Ci und C2 um den gleichen Wert erhöht wird. Infolgedessen hebt sich diese Veränderung im Differentialverstärker OP} auf.
Auch eine Änderung der Drehzahl des Choppermotors im üblichen Umfang hat keine negativen Auswirkungen, da die gesamte Anordnung gleichstromgekoppelt ist. Es ändert sich dann nur AT. Dies hat jedoch, da die Zeitkonstante T erheblich größer als Δ T ist, nur vernachlässigbare Wirkung.
Ein Rauschsignal mit der Choppfrequenz wird ebenfalls nicht mit verstärkt, sondern entsprechend der Zeitkonstanten der Tiefpässe gedämpft.
Schließlich ist noch günstig, daß die im vorliegenden Fall durch den Kondensator Ci, C2 vorgenommene Integration nicht zu der an sich üblichen Verlängerung der Einstellzeit führt. Da die Spannung an den Kondensatoren Ci und C2 ja nahezu gleich bleibt, muß in Abhängigkeit von dem auftretenden niederfrequenten Rauschen ja jeweils nur eine geringe Aufladung und Entladung der Kondensatoren stattfinden, die natürlich rasch erfolgen kann.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

25 40 Patentansprüche:
1. Photometer mit einer Lichtquelle, einem photoelektrischen Wandler, einer zwischen Lichtquelle und Wandler angeordneten und mittels eines Motors angetriebenen Blendenscheibe zur periodischen Unterbrechung des Strahlenganges, mit einem an den Wandler angeschlossenen Verstärker, einer Auswerteschaltung zur Erzeugung eines Meßsignals aus der Differenz der sich während der Hell- und der Dunkelphase am Ausgang des Wandlers ergebenden Signale, einer Triggerschaltung zur Synchronisation des Betriebes der Auswerieschaltung mit der Strahlunterbrechung, sowie mit einer Anzeigeeinrichtung, dadurch geken ti zeich net, daß die Auswerteschaltung einen ausgangsseitig mit der Anzeigeeinrichtung (12) verbundenen Differenzverstärker (OPi) enthält, dessen beide Eingänge jeweils über einen Schalter (77?,, 77?2) und einen Tiefpaß (R1C-,, R2C2) mit einer unter der Unterbrecherfrequenz liegenden Grenzfrequenz an den Ausgang des Verstärkers (OPo) angeschlossen sind, und daß die Triggerschaltung (13 — 17) zur Schließung des einen Schauers (TR\) während der völligen Freigabe des Strahlenganges (1) durch die Blendenscheibe (4) und zur Schließung des anderen Schalters (TR2) während der völligen Unterbrechung des Strahlenganges (1) ausgebildet ist.
2. Photometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Triggerschaltung zwei lichtempfindliche Elemente (14, 15) enthält, die über öffnungen in der Blendenscheibe (4) abwechselnd be'euchtbarsind.
3. Photometer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefpässe (R]Q, R2C2) veränderliche Widerstände (K1, R2) aufweisen.
4. Photometer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (12) eine digitale Anzeigeeinheit aufweist.
DE2540511A 1974-10-14 1975-09-11 Photometer Expired DE2540511C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

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