RU2210099C2 - Device for thermostattings of photodetector - Google Patents
Device for thermostattings of photodetector Download PDFInfo
- Publication number
- RU2210099C2 RU2210099C2 RU2001116288/09A RU2001116288A RU2210099C2 RU 2210099 C2 RU2210099 C2 RU 2210099C2 RU 2001116288/09 A RU2001116288/09 A RU 2001116288/09A RU 2001116288 A RU2001116288 A RU 2001116288A RU 2210099 C2 RU2210099 C2 RU 2210099C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- amplifier
- output
- thermostat
- operational amplifier
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 206010034972 Photosensitivity reaction Diseases 0.000 claims 1
- 230000036211 photosensitivity Effects 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 abstract description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к автоматике, в частности к устройствам стабилизации температуры фотодиодных приемников лучистой энергии оптико-электронных приборов, и может быть использовано в фотометрических устройствах. The invention relates to automation, in particular to devices for stabilizing the temperature of photodiode receivers of radiant energy of optoelectronic devices, and can be used in photometric devices.
Известно устройство [1], содержащее фотодиод, включенный в фотогальваническом режиме, и преобразователь ток - напряжение, выполненный на основе прецизионного операционного усилителя, охваченные отрицательной обратной связью. Фотодиод и резистор обратной связи помещены в термостат и находятся в тепловом контакте с нагревателем и датчиком температуры термостата. Для уменьшения воздействия электромагнитных помех площадка фотодетектора закрыта экранирующей редкой металлической сеткой. Один из электродов фотодиода подключен к общей шине, а второй - ко входу преобразователя ток - напряжение и входу резисторов обратной связи, выход обратной связи соединен с выходом преобразователя ток - напряжение. Выход датчика температуры термостата подключен ко входу источника опорного напряжения и усилителю пропорционального регулятора, выход которого соединен со входом нагревателя. A device [1] is known, which contains a photodiode included in the photovoltaic mode, and a current-voltage converter made on the basis of a precision operational amplifier covered by negative feedback. A photodiode and a feedback resistor are placed in a thermostat and are in thermal contact with the heater and the thermostat temperature sensor. To reduce the effects of electromagnetic interference, the photodetector area is covered by a rare metal screening shield. One of the electrodes of the photodiode is connected to a common bus, and the second to the input of the current-voltage converter and the input of feedback resistors, the feedback output is connected to the output of the current-voltage converter. The output of the thermostat temperature sensor is connected to the input of the reference voltage source and to the amplifier of the proportional controller, the output of which is connected to the heater input.
Недостатком данного устройства является то, что устройство содержит дополнительный транзистор, используемый как датчик температуры, кроме того, возникающий градиент температуры между фотодиодом и датчиком температуры вызывает дополнительную погрешность в работе термостата. The disadvantage of this device is that the device contains an additional transistor used as a temperature sensor, in addition, the resulting temperature gradient between the photodiode and the temperature sensor causes an additional error in the operation of the thermostat.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство [2], содержащее фоточувствительный термостат с оптическим окном, последовательно соединенные фоточувствительный элемент и усилитель, последовательно соединенные операционный усилитель и исполнительный элемент, а также задатчик температуры и импульсный источник излучения, причем задатчик температуры подключен к одному из входов усилителя, фоточувствительный элемент установлен на исполнительном элементе и оба они помещены в термостат, а импульсный источник излучения оптически связан с фоточувствительным элементом, причем в него дополнительно введены генератор импульсов и элемент памяти, вход которого соединен с выходом усилителя, а выход - с другим входом операционного усилителя, выход генератора импульсов подключен к управляющим входам импульсного источника излучения и элемента памяти. Closest to the proposed device is [2], which contains a photosensitive thermostat with an optical window, a photosensitive element and an amplifier connected in series, an operational amplifier and an actuator connected in series, as well as a temperature controller and a pulsed radiation source, the temperature sensor being connected to one of the amplifier inputs , the photosensitive element is mounted on the actuating element and both of them are placed in the thermostat, and the pulsed radiation source is optically coupled It is connected with a photosensitive element, moreover, a pulse generator and a memory element are introduced into it, the input of which is connected to the output of the amplifier, and the output is connected to another input of the operational amplifier, the output of the pulse generator is connected to the control inputs of the pulsed radiation source and memory element.
Это устройство позволяет повысить точность термостатирования путем исключения отдельного датчика температуры, что исключает градиент температуры между фоточувствительным элементом и датчиком температуры, однако недостатком данного устройства является ограниченная точность термостатирования при наличии внешней засветки, что обусловлено изменением сопротивления фоточувствительного элемента и усложнением устройства за счет необходимости применения импульсного источника излучения и генератора импульсов, подключенного к управляющим входам импульсного источника излучения и элемента памяти. This device allows to increase the accuracy of temperature control by eliminating a separate temperature sensor, which eliminates the temperature gradient between the photosensitive element and the temperature sensor, however, the disadvantage of this device is the limited accuracy of temperature control in the presence of external illumination, which is caused by a change in the resistance of the photosensitive element and the complexity of the device due to the need to use a pulse radiation source and pulse generator connected to control General inputs of a pulsed radiation source and memory element.
Задачей предлагаемого изобретения является упрощение устройства при сохранении точности термостатирования фотоприемника. The task of the invention is to simplify the device while maintaining the accuracy of thermostatting of the photodetector.
Поставленная задача достигается тем, что в устройство, содержащее термостат с оптическим окном, последовательно соединенные фоточувствительный элемент и усилитель, последовательно соединенные операционный усилитель и исполнительный элемент, задатчик температуры, генератор импульсов и элемент памяти, дополнительно введены переключатель и источник опорного тока, а исполнительный элемент находится в состоянии теплового контакта с фоточувствительным элементом, причем оба они помещены в термостат с оптическим окном, при этом один из электродов фоточувствительного элемента подключен к общей шине, а второй - к выходу переключателя и входу усилителя, выход которого соединен со входом элемента памяти, выход которого подключен ко входу операционного усилителя, а задатчик температуры подключен ко второму входу операционного усилителя, выход которого соединен с исполнительным элементом, вход переключателя соединен с источником опорного тока, генератор импульсов подключен к управляющим входам переключателя и элемента памяти. This object is achieved in that in a device comprising a thermostat with an optical window, a photosensitive element and an amplifier connected in series, an operational amplifier and an actuator connected in series, a temperature controller, a pulse generator and a memory element, a switch and a reference current source are additionally introduced, and the actuator is in thermal contact with the photosensitive element, both of which are placed in a thermostat with an optical window, while one of the electric The photodetector element is connected to a common bus, and the second to the output of the switch and the amplifier input, the output of which is connected to the input of the memory element, the output of which is connected to the input of the operational amplifier, and the temperature controller is connected to the second input of the operational amplifier, the output of which is connected to the actuator , the input of the switch is connected to the reference current source, the pulse generator is connected to the control inputs of the switch and the memory element.
Предложенная схема позволяет упростить устройство при сохранении точности стабилизации температуры фотоприемника. В отличие от известного устройства, новые элементы и схема их включения позволяют упростить устройство за счет исключения импульсного источника и схемы его соединения с элементом памяти при сохранении точности за счет использования в устройстве в качестве датчика температуры самого фотоприемника. The proposed scheme allows to simplify the device while maintaining the accuracy of stabilization of the temperature of the photodetector. In contrast to the known device, the new elements and their inclusion circuit allow simplifying the device by eliminating the pulse source and its connection with the memory element while maintaining accuracy by using the photodetector itself as the temperature sensor in the device.
На чертеже представлена функциональная схема устройства термостатирования фотоприемника. The drawing shows a functional diagram of a thermostating device for a photodetector.
Устройство термостатирования фотоприемника содержит исполнительный элемент 1, находящийся в состоянии теплового контакта с фоточувствительным элементом 2, причем оба они помещены в термостат 3 с оптическим окном 4, один из электродов фоточувствительного элемента подключен к общей шине, а второй - к выходу переключателя 5 и входу усилителя 6, выход которого соединен со входом элемента памяти 7, выход которого подключен ко входу операционного усилителя 8, задатчик температуры 9 подключен ко второму входу операционного усилителя 8, выход которого соединен с исполнительным элементом 1, вход переключателя 5 соединен с источником опорного тока 10, генератор импульсов 11 подключен к управляющим входам ключа и элемента памяти. The thermostat of the photodetector contains an actuator 1 in thermal contact with the photosensitive element 2, both of which are placed in the thermostat 3 with an optical window 4, one of the electrodes of the photosensitive element is connected to a common bus, and the second to the output of switch 5 and the input of the amplifier 6, the output of which is connected to the input of the memory element 7, the output of which is connected to the input of the operational amplifier 8, the temperature setter 9 is connected to the second input of the operational amplifier 8, the output of which th is connected to the actuating element 1, 5 switch input coupled to the reference current source 10, pulse generator 11 is connected to the control inputs of the key and memory element.
Устройство термостатирования фотоприемника работает следующим образом. Thermostat photodetector works as follows.
В исходном состоянии фоточувствительный элемент 2 переключателем 5 подключают к источнику опорного тока 10. Через фоточувствительный элемент 2 начинает протекать ток в прямом направлении, при этом пропорциональное температуре падение напряжения на фоточувствительном элементе 2 усиливают усилителем 6, запоминают элементом памяти 7 и подают на вход операционного усилителя 8, где сравнивают со значением задатчика температуры 9 и, в зависимости от величины разбаланса, при помощи исполнительного элемента 1 производят нагрев фоточувствительного элемента 2 до температуры термостатирования, которую в дальнейшем поддерживают на этом уровне. Во время отключения переключателем 5 фоточувствительного элемента 2 от источника опорного тока 10 усилитель 6 усиливает сигнал, пропорциональный величине лучистого потока, а элемент памяти 7 хранит информацию о температуре фоточувствительного элемента, измеренную в момент замыкания переключателя 5, до следующего подключения фоточувствительного элемента 2 к источнику опорного тока 10. In the initial state, the photosensitive element 2 is connected by a switch 5 to the reference current source 10. A forward current flows through the photosensitive element 2, while the voltage-proportional voltage drop across the photosensitive element 2 is amplified by the amplifier 6, stored by the memory element 7, and fed to the input of the operational amplifier 8, where they are compared with the value of the temperature setpoint 9 and, depending on the magnitude of the imbalance, the photosensitive heating is performed using the actuating element 1 of the element 2 until the thermostating temperature which subsequently maintained at this level. During the disconnection by the switch 5 of the photosensitive element 2 from the reference current source 10, the amplifier 6 amplifies the signal proportional to the radiant flux, and the memory element 7 stores the temperature information of the photosensitive element, measured at the moment of closure of the switch 5, until the next connection of the photosensitive element 2 to the reference source current 10.
Таким образом, в предлагаемом устройстве благодаря новым элементам: переключателю, источнику опорного тока и схеме их включения, достигнуто упрощение известного устройства за счет исключения импульсного источника и схемы его соединения с элементом памяти при сохранении точности за счет использования в устройстве в качестве датчика температуры самого фотоприемника. Thus, in the proposed device, thanks to new elements: a switch, a reference current source and a circuit for their inclusion, the simplification of the known device is achieved by eliminating the pulsed source and the circuit of its connection with the memory element while maintaining accuracy by using the photodetector itself as a temperature sensor .
Источники информации
1. Широкоапертурный прецизионный фотоприемник. ПТЭ 1, 1999 г., с. 101-104.Sources of information
1. Wide-aperture precision photodetector. PTE 1, 1999, p. 101-104.
2. А.с. СССР 1293715, М. кл. G 05 D 23/30, БИ 8, 1987 г. 2. A.S. USSR 1293715, M. cl. G 05 D 23/30, BI 8, 1987
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001116288/09A RU2210099C2 (en) | 2001-06-13 | 2001-06-13 | Device for thermostattings of photodetector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001116288/09A RU2210099C2 (en) | 2001-06-13 | 2001-06-13 | Device for thermostattings of photodetector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2001116288A RU2001116288A (en) | 2003-05-27 |
| RU2210099C2 true RU2210099C2 (en) | 2003-08-10 |
Family
ID=29245554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001116288/09A RU2210099C2 (en) | 2001-06-13 | 2001-06-13 | Device for thermostattings of photodetector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2210099C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2235351C1 (en) * | 2003-06-05 | 2004-08-27 | Омский государственный технический университет | Device for thermostatting photo-sensitive element |
| RU2525151C1 (en) * | 2013-04-17 | 2014-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОПТИКО-ФИЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ" (ФГУП "ВНИИОФИ") | Method for thermal stabilisation of photodiode for measurement of electrical characteristics thereof |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1293715A1 (en) * | 1985-09-17 | 1987-02-28 | Специальное конструкторское бюро средств аналитической техники | Device for thermostatting photosensitive element |
| US4994672A (en) * | 1989-09-20 | 1991-02-19 | Pennsylvania Research Corp. | Pyro-optic detector and imager |
| GB2308887A (en) * | 1995-12-30 | 1997-07-09 | Samsung Electronics Co Ltd | Pyroelectric infrared radiation detector |
| US5684302A (en) * | 1993-07-15 | 1997-11-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Pyrodetector element having a pyroelectric layer produced by oriented growth, and method for the fabrication of the element |
| RU2148802C1 (en) * | 1999-01-27 | 2000-05-10 | Институт физики полупроводников СО РАН | Device for detection of heat radiation |
-
2001
- 2001-06-13 RU RU2001116288/09A patent/RU2210099C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1293715A1 (en) * | 1985-09-17 | 1987-02-28 | Специальное конструкторское бюро средств аналитической техники | Device for thermostatting photosensitive element |
| US4994672A (en) * | 1989-09-20 | 1991-02-19 | Pennsylvania Research Corp. | Pyro-optic detector and imager |
| US5684302A (en) * | 1993-07-15 | 1997-11-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Pyrodetector element having a pyroelectric layer produced by oriented growth, and method for the fabrication of the element |
| GB2308887A (en) * | 1995-12-30 | 1997-07-09 | Samsung Electronics Co Ltd | Pyroelectric infrared radiation detector |
| RU2148802C1 (en) * | 1999-01-27 | 2000-05-10 | Институт физики полупроводников СО РАН | Device for detection of heat radiation |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Широкоапертурный прецизионный фотоприемник. ПТЭ №1, 1999, с.101-104. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2235351C1 (en) * | 2003-06-05 | 2004-08-27 | Омский государственный технический университет | Device for thermostatting photo-sensitive element |
| RU2525151C1 (en) * | 2013-04-17 | 2014-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОПТИКО-ФИЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ" (ФГУП "ВНИИОФИ") | Method for thermal stabilisation of photodiode for measurement of electrical characteristics thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2489244B1 (en) | Stabilized light source having luminance feedback control | |
| KR100655250B1 (en) | Temperature measuring system | |
| US4238672A (en) | Temperature control circuitry | |
| SE446774B (en) | APPARATUS FOR SEATING THE OPTICAL TRANSMISSION FORM TO THE ATMOSPHERE | |
| JP2019027783A (en) | Photodetector | |
| US4707838A (en) | Current supply for radiation sources of frequency-proportional optical sensors | |
| RU2210099C2 (en) | Device for thermostattings of photodetector | |
| KR102603955B1 (en) | Electronic assembly, optical gas sensor including electronic assembly, method for combining and measuring photocurrent and temperature using electronic assembly | |
| CA2033329A1 (en) | Precision temperature sensor | |
| WO2013116585A1 (en) | Turbidity sensor with low signal amplification | |
| RU2235351C1 (en) | Device for thermostatting photo-sensitive element | |
| US7907266B1 (en) | Radiometer for detecting and measuring low levels of pulsed laser sources | |
| US7435961B2 (en) | Imaging sensor | |
| JP5148921B2 (en) | Gas concentration measuring device and light source driving circuit | |
| RU2404412C2 (en) | Pulsed photometric device | |
| KR940703996A (en) | Method for adjusting heating of object in heating chamber and system (System For The Controlled Heating Of An Object) | |
| JPH01235390A (en) | Method of controlling temperatures of semiconductor laser | |
| JPH051991B2 (en) | ||
| RU2292067C2 (en) | Infrared collimator | |
| KR200196091Y1 (en) | Apparatus for controlling light using sensor | |
| CN115298802B (en) | Process monitor and process monitoring method | |
| JP2005147935A (en) | Temperature calibration method, and device using the same | |
| RU1836668C (en) | A device for photosensitive cell thermostating | |
| RU2073259C1 (en) | Comfortability detector | |
| GB1197090A (en) | Pyrometer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060614 |