Болометрическое устройство
О Il Й С А Н И Е < >872979
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советсиик
Социалистические
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 03.07.78 (21) 2647716/18 25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (5 t ) М. Кл.
G 0L J 5/20 Ьеумретеееыб квинтет
СССР яв аеаи кзебретеник н етерытнФ
Опубликовано 15.10.81. Бюллетень № 38 (53) УД 535.211 (088. 8) Дата опубликования описания 15.10;81 (72) Авторы изобретения
Ю.С.Иванов, И,Н.Иарков, В.Ю.Моденов иВ С.Петров
1 (7l ) Заявитель
Ордена Ленина физический институт им. П.Н.Лебедева (54) БОЛОЩТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО
Изобретение относится к измерительным приборам, действие которых основано на использовании чувствительных к излучению элементов, и может быть применено s спектральных и радиометрических приборах для измерения излучения с приемником - ниэкоомным болометром.
Известно болометрическое устройство,,содержащее низкоомный болометр с двумя термочувствитеЛьными элемен!
О тами в мостовой схеме, источник высокочастотных колебаний, усилитель высокой частоты, детектор, усилитель низкой частоты, ручной регулятор регулировки моста 1 .
t 15
Недостатком устройства является . ручная регулировка моста при его разбалансировке.
Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению является болометрическое устройство, включающее низкоомный болометр с двумя термочувствительными элементами в дифференциально-мостовой схеме, источник высокочастотных колебаний для питания моста, усилитель высокой частотЫ, детектор, усилитель низкой частоты 12).
Однако глубокая балансировка моста требует применения источника высокочастотных колебаний для питания мос- та с минимальными нелинейными искажениями. Для балансировки моста необходимо применять специальный болометр с дополнительными подогреваемыми полосками и схемы для автоматической компенсации разбалансировки моста.
Введение в схему дополнительных элементов снижает ее надежность. Кроме того, система автоматической компен" сации может вносить дополнительный шумe
Цель изобретения — сохранение работоспособности в условиях больших, до +60oÑ, вариаций температуры окружающей среды без регулировок разбалан са моста при сохранении пороговой чувствительности болометра.
872979
<Кщ <
Цель достигается тем, что источник высокой частоты выполнен по схеме однокаскадного транзисторного генератора с самовозбужцением со стабилизацией амплитуды переменного напряжения с помощью шунтирующего диода, роль. которого выполняет сам транзистор, термочувствительные элементы болометра объединены в общей точке непосредственно связанной с входной цепью усилителя высокой частоты, а коэффициент усиления высокой частоты
К установлен в пределах где 0 ч — шумы усилителя низкой частоты;
0 р — шумы приемника излучения;
0 *в. — амплитуда напряжения, необходимая для линейного детектирования;
0 И4т — амплитУда напРЯжениЯ питания моста;
Rg R у — сопротивления болометри9. ческнх полосок;
6 1 — температурные коэффици" енты болометрических полосок; йТ, — изменение температуры окружающей среды, Нижняя граница усиления по высокой частоте для данного случая определяется шумами генератора и низкочастотными шумами следующего низкочастотного усилителя, верхняя граница уси.ления по высокой частоте определяется температурными коэффициентами болометрических полосок, их нессиметрией, диапазоном рабочих температур и напряжением, питающим данную схему.
На чертеже изображена электрическая схема болометрического устройстsa, Устройство содержит сопротивления
1-3 заданзцих режим источника. высокочастотных колебаний, емкости 4-6 источника высокочастотных колебаний, индуктивность 7 и транзистор 8 источника высокочастотных колебаний, ин1з дуктивности 9 и 10 болометрического моста, полоски !1 и 12 болометра, емкость 13, усилитель 14 высокой ча10
50 стоты, детектор 15 н усилитель 16 низкой частоты. Сопротивление 1-3, емкости 4-6, индуктивность .7 и транзистор 8 составляют источник. высокочастотных колебаний. Индуктивности
9 и 10 и также полоски 11 н 12 болометра являются плечами болометрическпго моста.
Устройство работает следующим образом.
На одну из полосок II болометра, включенных в мостовую схему, падает излучение, модулированное низкой частотой.
С диагонали болометрического мос-. та, питаемого источником высокочастотных колебаний, снимается напряжение, модулированное низкочастотным сигналом излучения и подается на усилитель 14 высокой частоты. Детектор
15 выделяет низкочастотную огибающую и усилитель 16 низкой частоты усиливает измеряемый низкочастотный сигнал до необходимой величины. Ис точник высокочастотных колебаний собран на транзисторе 8 типа М!121Г..
Сильная связь с контуром — - =10) с, и большой коэффициент усиления транзистора В (Р =60) заставляют работать источник высокочастотных коле.— баний в режиме диодного ограничения.
Таким образом, болометрическое устройство строится по принципу нелинейного малошумящего источника высокочастотных колебаний, неглубокой балансировки моста и малого усиления по высокой частоте, который позволяет балансировать мост при наличии гармонии у питающего источника высокочастотных колебаний. Малое уси- . ление по высокой частоте не вызывает ограничения усиливаемого напряжения вследствие температурных вариаций разбаланса моста при разбросе параметров болометрических полосок и фиксированном напряжении питания системы. Следовательно, система работоспособна в условиях больших вариаций температуры окружающей среды, и надобность в регулировке моста отпадает. Отсутствие регулирующих элементов (реохорда в мосте, цепей об" ратной связи и т.п.) повышает надежность и удобство обслуживания.
Формула изобретения
Болометрнческое устройство, включающее низкоомный болометр с двумя о термочувствительнымн элементами в дифференциально-мостовой схеме, ис79 где Оу«
Unq r.
В,Rg—
1 111 2.
10 ьТ
25
Unw, 4T(pq R -11 <5g) Составитель Д.Бакланов
Редактор И.Черный Техред,М.Голинка . Корректор СЛ1омак
Заказ 9012/61 Тираж 910 Подписное
BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал IIIHI Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 точник высокочастотных колебаний для питания моста, усилитель высокой частоты, детектор, усилитель низкой частоты, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью сохранения работоспособности в условиях больших, до +60оС, вариаций температуры окружающей среды без регулировок разбаланса моста при сохранении пороговой чувствительности болометра, источник высокой частоты выполнен по схеме однокаскадного транзисторного генератора с самовозбуждением со стабилизацией амплитуды переменного напряжения с помощью шунтирующего диода, роль которого выполняет сам транзистор, термочувствительные элементы болометра объединены в общей точке, непосредственно связанной с входной цепью усилителя высокой частоты, а коэффициент усиления высокой частоты К ц установлен в пределах 6 шумы усилителя низкой частоты; шумы приемника излучения; амплитуда напряжения, необходимая для линейного детектирования; шумы генератора высокой частоты; амплитуда напряжения питания моста; сопротивления болометрических полосок; температурные коэффициенты болометрических полосок; изменение температуры окружакнцей среды.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Бонч-Бруевич А.M. Радиоэлектроника в экспериментальной физике. M.. "Наука", 1966, с. 617618.
2. Авторское свидетельство СССР
11 208993, кл. С 01 J 5/06, 1966 (прототип).
