Способ измерения интенсивности светового потока

 

Изобретение относится к фотометрии и позволяет создать контрольноизмерительную аппаратуру, необходимую при разработке телевизионных астрономических систем. Цель изобретения - повышение точности измерения слабых световых потоков, создаваемых имитаторами звездных сюжетов за счет уменьшения величины темнового тока фотопреобразователя с внешним фотоэффектом и вторнчло-змиссионным усилением сигнала,сокращения необходимого времени измерения, и снижения погрешности , обусловленный односторонним дрейфом темнового.тока. Световой поток проецируют на рабочий участок фотокатода. Периодически прерывают этот поток. Преобразуют его в последовательности электрических импульсов и измеряют усредненное значение разности между количеством импульсов при наличии и отсутствии потока. В процессе фотопреобразования производят апертурное ограничение количества термоэлектронов,подвергаемых вторично электронному усилению , устанавливая перед входом вторично электронного умножителя диафрагму с соответствующим апертурным отверстием. Рабочий участок фотокатода выбирают равным размеру электронной проекции апертуры на плоскость фотокатода. Текущие значения разностного сигнала получают,чередуя измерения разности между сигналом при наличии и отсутствии светового потока и наоборот - при отсутствии и наличии светового потока.Усреднение производят без учета знака текущих разностей. 3 ил. &© 00. ел ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (l9) (11) А1 (51)5G О 3 1 42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (46) 30. G9. 90. Бюл. Ф 36 (21) 3916916/24-25 (22) 08.04.85 (72) К.В.Михалков (53) 535.24(088.8) (56) Дельнова С.М., Марков В.И.Точность и достоверность результатов измерения малых потоков методом счета фотонов. — Оптико-механическая промышленность, 1977, )) 1, с. 19.

Одноэлектронные приемники. М.:

Атомиэдат, 1979, с, 144, (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ

СВЕТОВОГО ПОТОКА (57) Изобретение относится к фотометрии и позволяет создать контрольноизмерительную аппаратуру, необходимую при разработке телевизионных астрономических систем. Цель изобретения — повышение точности измерения слабых световых потоков, создаваемых имитаторами звездных сюжетов за счет уменьшения величины темнового тока фотопреобразователя с внешним фотоэффектом и вторично-эмиссионным усилением сигнала, сокращения необходимого времени измерения и снижения погрешности, обусловленный односторонним дрейфом . темнового тока. Свето- вой поток проецируют на рабочий участок фотокатода. Периодически прерывают этот поток. Преобразуют его в последовательности электрических импульсов и измеряют усредненное значение разности между количеством импульсов при наличии и отсутствии потока. В процессе фотопреобразования производят апертурное ограничение количества термоэлектронов,подвергаемых вторично электронному усилению, устанавливая перед входом вторично электронного умножителя диафрагму с соответствующим апертурным отверстием. Рабочий участок фотокатода выбирают равным размеру электронной проекции апертуры на плоскость фотокатода. Текущие значения раэностного сигнала получают, чередуя измерения разности между игналом при наличии и отсутствии светового потока н наоборот — при отсутствии и наличии светового потока.усреднение производят без учета знака текущих разностей. 3 ил.

1385757

Изобретение относится к фотометрии и может быть. использовано в телевизионных .системах, предназначенных для астрономических наблюдений,накример, слумащих для определения положения звезд или космических спутников Земли.

Т ;-2Т+ т ** IS + где Т - время, в течение которого измеряют только световые (или только темновые) импульсы;

Целью изобретения является повышение точности измерения интенсивности слабых световых потоков.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 приведена структурная схема устройства, реализующего спо- 15 соб измерения интенсивности световых потоков;на фиг. 2 и 3 изображены эцюры электрических сигналов и средние значения раэностиого сигнала.

Способ измерения световчх потоков 2р осуществляется следующим об. авом.

Измеряемый световой поток проеци руют на выбранный участок фотокатода фотопреобразователя и производят периодическое прерывание потока, нап- 25 ример, с помощью заслонки, управля-eats от реверсивного двигателя.или вручную.

При открытой заслонке измеряют 3Р число импульсов, соответствующее из" меряемому световому потоку. Закрывают заслонку и измеряют число импульсов, соответствующее темновому сигнаJPJ ° 35

Затем измеряют текущие значения разкостного сигнала, например, с помощью сумматора или калькулятора,в который вводят отсчеты числа импульсов. Таким образом получают первое 4р значение текущей разности.Формирова- ние второго значения осуществляют аналогичным путем за исключением то-. го, что сперва при закрытой заслонке проводят измерение числа темновых 45 импульсов, а затем, при открытойсветовых. Указанные измерения текущих разностей повторяют в течение заданного интервала времени . Затем определяют среднее арифметическое значение разностного сигнала беэ учета знака текущих разностей, умножают эту величину ка,величину сред него значения квантового выхода фото катода и находят величину светового потока.

Необходимое время Т,в течение каторого повторяют измерения текущих разностей, определяют по формуле

Д пг и — отношения значений средних скоростей счета темновых (й ) и сигнальных (й ) импульсов;

3& о - максимальная относительйТ с ная ошибка ((э — среднеквадратичное отклонение ревностного сигнала); а — время, затрачиваемое на вспомогательные. операции (открытие заслонки, ввод данных в калькулятор).

Особенность изобретения заключается в том,что производят апертурное огранйчение потока злектронов,подвергаемых вторично-электронному усиле нию, и до фотопреобраэования световой поток проецируют с помощью оптической системы на небольшой участок фотокатода фотопреобравователя размером, равным или близким к размеру электронной проекции на плоскость фотокатода ограниченного потока элек-.

) тронов.Это позволяет повысить точность измерения за счет,исключейия всех темновых электронов, которые возникают на нерабочей части фотокатода, и эа счет того,что лишь незначительное количество термоэлектронов будет пространственно коррелировано с количеством полезных фотоэлектронов, эмитированных под воздействием измеряемого светового потока.

Устройство, реализующее способ, .состоит ив объектива 1, механической ваклонки 2, фотопреобразователя 3, в качестве которого может быть применен диссектор, например, типа ЛИ

á10, усилителя-формирователя 4,частотомера 5, например, типа 43-43, н микрокалькулятора б. Усилитель-формирователь 4 усиливает импульсы, поступающие с выхода диссектора 3, до величины порядка 1В и формирует их по— длительности, расширяя примерно до

50 мкм для обеспечения четкой регистрации импульса частотомером 5.

На, фиг. 2 и 3 показаны два приме-. ра,иллюстрирующие результаты иэмере1385757

4 ния с помощью описанного устройства, прн измерении интенсивности слабого светового потока от точечного объекта, диаметр которого составлял

I 5

100 мкм. Оценка среднего значения .. разностного сигнала по и в первом случае (а) составила 2,.2 имп/с, во втором (Ь) - 2,35 имп/с.Погрешность измерения составляет порядка 20Х.Дли- 10 тельность полного интервала иэмере" ний в обоих. случаях равна 800 с, интервалы измерений числа темновых и световых ймпульсов составляют 10 с.

Как видно из кривых, иллюстрирую щих изменение во времени световых и и.темновыхп импульсов, приведенные результаты получены при дрейфе темнового тока, превосходящем величину раэностного сигнала во .много раз. 20

Формула изобретения

Способ измерения интенсивности светового потока, включающий проеци- 25 рование его на фотокатод фотопреобраэователя.с вторично-электронным усилением сигнала, периодическое прерывание этого потока в течение вре1 мени измерений„ преобразование светового потока в поток электронов и затем в последовательность электрических импульсов, измерение среднего арифметического, значения разности межд . количеством электрических импульсов при наличии и отсутствии све-. тового потока, о т л и ч а ю щ и й— с я тем,что, с целью повышения точ" ности измерения слабых световых пото" ков, производят апертурное ограничение потока электронов, подвергаемых вторично-электронному усилению,проецируют измеряемый световой поток на . участок фотокатода,равный размеру электронной проекции ограниченного потока электронов на плоскость фотокатода, измеряют дважды эа каждый период прерывания светового потока разности между числом импульсов при наличии светового потока и числом импульсов при его отсутствии; и между числом импульсов при отсутствии светового потока и числом импульсов при его наличии, а среднее арифметическое значение разностного сигнала вычисляют без учета знака текущих разностей.

1385757

Составитель Е.Иаколкин

Техред Л.Сердюкова . КорректорО. Кундрик

Редактор Н.Коляда

° ЬМ

Заказ 3334

Тираж 424 Подписное

ВНИИИИ Гасударственного комитета СССР по делан изобретений и открытий

113035, Иосква, В-35, Рауипская наб. ° д. 4/5

IПроизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4