CC BY
11
(J УДК 535.37
И АВТОМАТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ■ ИЗМЕРЕНИЯ СПЕКТРОВ ОТРАЖЕНИЯ И И ПРОПУСКАНИЯ
¡§Í§ А.Н. Ещанов, Ю.С. Сидореня, Д.М. Лозинский, В.М. Юров
Карагандинский государственный университет им. Е.А.Букетова
¡111 К,атты денелердщ спектрлж лйнездемесш уккэулелт принцип
¡¡¡¡I негтнде влшеу ytuiH кондыргы жасалды. К,ондыргыныц жумыс в pie i niц схемасы жазылган.
1111 Разработана установка для измерения спектральных характеристик
lili твердых тел на основе двухлучевого принципа. Описаны схемы работы узлов установки.
Installation for measurement of spectral characteristics of firm bodies is developed on the basis of a two-beam principle. Circuits of work of units of installation are described.
В спектроскопии твердого тела нередко возникает задача измерения отношения двух величин. Например, спектр отраженного от объекта излучения необходимо разделить на спектр отражения некоторой эталонной поверхности. Аналогичная задача возникает и при измерении спектров поглощения. Известно большое количество различных схем деления, отличающихся точностью деления и динамическим диапазоном [1]. В случае, если источником сигналов, поступающих на делитель, является фотоэлектронный умножитель, желательно, чтобы излучение от объекта и эталонного образца регистрировал один и тот же фотоприемник, чтобы исключить погрешность, возникающую из-за разброса спектральных характеристик различных экземпляров ФЭУ. Поэтому нами был выбран двухлучевой принцип деления с временным разделением каналов [2].
На фотоэлектронный умножитель через оптический модулятор попеременно поступает излучение от исследуемого и эталонного образца. Сигнал с ФЭУ усиливается усилителем постоянного тока и поступает на схему деления.
Схема деления (рисунок 1) работает следующим образом. На вход операционного усилителя Al попеременно поступает основной и опорный сигналы. Ког-
№3,2004 г
37
(1)
да на вход схемы поступает основной сигнал (делимое), контакты 1 и 3 реле К1 замкнуты. Коротким импульсом, поступающим со схемы управления, транзистор УТ1 открывается и разряжает конденсатор С1 после этого транзистор УТ1 запирается потенциалом +2,5 В и начинается практически линейный заряд емкости С1 током основного источника сигнала. Благодаря наличию 100% отрицательной обратной связи напряжение на конденсаторах С1 и С2 будет одинаковым и к концу цикла станет равным
ы
с,
где I, - ток заряда (основной сигнал); - время заряда;
С, - емкость конденсатора.
В следующий промежуток времени, когда на вход микросхемы А1 поступает опорный сигнал, замкнуты контакты 3 и 2 реле К1 Конденсатор С1 вновь быстро разряжается через транзистор УТ1 и затем начинается заряд конденсатора С1 током I, - опорного сигнала. Обратная связь в усилителе А1 разорвана, и он работает в режиме компаратора. Благодаря наличию на инвертирующем входе А1 напряжения и,, которое сохраняется на конденсаторе С2, микросхема А1 находится в отрицательном насыщении. Напряжение на конденсаторе С1 практически линейно зависит от времени:
тт М
(2)
Когда напряжение на обоих входах микросхемы А1 станет одинаковым и, = и 2, она переходит в положительное насыщение и опрокидывает триггер в момент времени
(3)
Импульс с триггера Т, поступает на интегратор, напряжение на выходе которого пропорционально длительности импульса на выходе триггера. Таким образом, выходное напряжение
(4)
Х2
где 1! определяется периодом колебаний управляющего генератора и есть величина постоянная для данной установки, поэтому выходное напряжение и пропорционально отношению сигналов на входе установки.
л-
Рис. 1. Блок-схема автоматической установки измерения спектров поглощения и
отражения
ЛИТЕРАТУРА
1. Денисов Ю.В. Регистрация оптического излучения. М.: Изд. МФТИ, 1977. С.94-114.
2. Кипенеров Л.В., Сиборин К.К., Громов Л.А. и др. Установка для измерения абсолютных значений коэффициентов зеркального и диффузного отражения //В кн.: Исследования по химии, технологии и применения радиоактивных веществ. Л.: Химия, 1980. С. 142-147.
