DE2540511B2 - Photometer - Google Patents
PhotometerInfo
- 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
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- light
- photometer
- time
- amplifier
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 8
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 17
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 15
- 230000008859 change Effects 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000009191 jumping Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/10—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void
- G01J1/16—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void using electric radiation detectors
Landscapes
- 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:
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)
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.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT822274A AT330481B (de) | 1974-10-14 | 1974-10-14 | Wechsellicht-photometer, insbesondere einstrahlphotometer |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2540511A1 DE2540511A1 (de) | 1976-04-15 |
| DE2540511B2 true DE2540511B2 (de) | 1977-02-24 |
| DE2540511C3 DE2540511C3 (de) | 1979-07-05 |
Family
ID=3603599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2540511A Expired DE2540511C3 (de) | 1974-10-14 | 1975-09-11 | Photometer |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4027981A (de) |
| AT (1) | AT330481B (de) |
| DE (1) | DE2540511C3 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0194005A1 (de) * | 1985-01-31 | 1986-09-10 | C. Reichert Optische Werke AG | Beim Abtasten mikroskopischer Abbildungen verwendetes Photometer |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4201477A (en) * | 1978-01-16 | 1980-05-06 | Fmc Corporation | Suspended solids meter |
| FR2448145A2 (fr) * | 1979-02-05 | 1980-08-29 | Oreal | Appareil destine a reperer la quantite de sebum secretee par une peau |
| FR2480461B1 (fr) * | 1980-04-09 | 1986-09-26 | Oreal | Appareil destine au reperage par classes de la quantite de produits gras se trouvant a la surface d'une peau |
| US4893934A (en) * | 1988-01-25 | 1990-01-16 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Aethalometer |
| DE3823007A1 (de) * | 1988-07-07 | 1990-01-11 | Telefunken Electronic Gmbh | Optischer sensor |
| US6050656A (en) * | 1997-10-23 | 2000-04-18 | University Of North Carolina At Charlotte | Optical based opacity and flow monitoring system and method of monitoring opacity and flow |
| DE102013218045B4 (de) * | 2013-09-10 | 2016-06-30 | Berthold Technologies Gmbh & Co. Kg | Radiometrisches Messgerät und radiometrisches Messsystem |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3684378A (en) * | 1970-09-04 | 1972-08-15 | Joseph S Lord | Dark current correction circuit for photosensing devices |
| US3877812A (en) * | 1973-01-31 | 1975-04-15 | Wilks Scientific Corp | Multiple wavelength spectrometer |
| JPS509485A (de) * | 1973-05-23 | 1975-01-30 | ||
| US3917957A (en) * | 1974-10-21 | 1975-11-04 | Contraves Goerz Corp | Transmissometer |
-
1974
- 1974-10-14 AT AT822274A patent/AT330481B/de active
-
1975
- 1975-09-11 DE DE2540511A patent/DE2540511C3/de not_active Expired
- 1975-10-28 US US05/626,672 patent/US4027981A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0194005A1 (de) * | 1985-01-31 | 1986-09-10 | C. Reichert Optische Werke AG | Beim Abtasten mikroskopischer Abbildungen verwendetes Photometer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2540511A1 (de) | 1976-04-15 |
| AT330481B (de) | 1976-07-12 |
| ATA822274A (de) | 1975-09-15 |
| US4027981A (en) | 1977-06-07 |
| DE2540511C3 (de) | 1979-07-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2739794A1 (de) | Optische messeinrichtung, insbesondere tristimulus-colorimeter | |
| DE3203967C2 (de) | Photoelektrische Wandlereinrichtung | |
| DE3842279C2 (de) | Lichtintensitätsdetektorschaltung | |
| EP0075767B1 (de) | Verfahren zum Erfassen und Auswerten photometrischer Signale und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens | |
| DE2333326A1 (de) | Einrichtung zum messen der dicke eines duennen films | |
| DE1939034B1 (de) | Photometer zum Durchfuehren von Messungen bei unterschiedlichen Wellenlaengen | |
| DE2907382C2 (de) | ||
| DE1616374B1 (de) | Anordnung zur Messbereichumschaltung bei einem digitalen Spannungsmesser | |
| DE2816851A1 (de) | Fotografische kamera mit einer blendenanordnung aus ferroelektrischem material oder aus fluessigkristall | |
| DE2540511C3 (de) | Photometer | |
| DE2220204B1 (de) | Photometer zur digitalen anzeige der konzentration einer messprobe in einer kuevette | |
| DE3225467C2 (de) | ||
| DE2933813C3 (de) | Fokussierungsermittlungsvorrichtung für eine Kamera | |
| DE2946000C2 (de) | Integrierende Analog-Digitalwandlerschaltung | |
| DE2241263B2 (de) | Überwachungsvorrichtung zur Erfassung eines Fehlers auf der Oberfläche eines sich bewegenden bandförmigen Gegenstandes | |
| EP0288601A2 (de) | Fühleinheit | |
| DE2727803A1 (de) | Automatischer nullsteuerkreis zum kompensieren von dunkelstroemen o.dgl. | |
| DE3034035C2 (de) | Belichtungsmeßeinrichtung für eine Kamera mit Schlitzverschluß | |
| DE906519C (de) | Schaltungsanordnung zum Anzeigen oder Registrieren von Augenblickswerten | |
| DE2124035A1 (de) | Röntgenuntersuchungsgerät mit einer Meßeinrichtung zur Patientendosimetrie | |
| DE1907619B2 (de) | Regeleinrichtung zur regelung des verstaerkungsgrades einer gegengekoppelten verstaerkerstufe | |
| DE893268C (de) | Lichtelektrischer Belichtungsmesser | |
| DE2949941C2 (de) | ||
| DE2154539B2 (de) | Belichtungsautomaten-Schaltung eines Röntgendiagnostikapparates | |
| DE2422174A1 (de) | Gasanalysator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |