Фотоэлектрическое устройство

Патент № 64646

Авторы патента

Патент № 64646 «Фотоэлектрическое устройство» входит в следующие категории:

 

Класс 21е, Зб

СССР о 34045

И. Г. Кесаев и А. M. Гуревич

Фотоэлектрическое устройство

Заявлено 18 января 1941 года в Нарксмсвязп за М 2495 (309286) Опубликовано 31 гяая 1945 года

Предметом данного изобретения является фотоэлектрическое устройство, содержащее фотоэлемент с вне1иним фотоэффектом. В таком устройстве, с целью получения выходного напряжения, пропорционального логарифму фототока, согласно изобретению. предлагается фотоэлемент включать последовательно с диодом, работающим в режиме тормозящего поля, и выходное напряжение (подаваемое, например, к электрометру или электронному вольтметру) снимать с диода.

С целью получения напряжения, пропорционального логарифму отношения фототоков двух фотоэлементов, может быть применен двойной диод, половины которого включаются последовательно с фотоэлементами и с анодов снимается выходное напряжение.

В таком устройстве может быть применен триод, на сетку которого подается выходное напряжение и который работает в режиме, соответствующем экспоненциальной части анодной характеристики, с целью получения напряжения, пропорционального отношению фототоков.

Изложенная сущность изобретения поясняется чертежом, на фиг.

1, 2 и 3 которого изображены различные варианты предлагаемого устройства.

Схемы по фиг. 1 и 2 позволяют получить на выходе прибора напряжение (ток), пропорциональное логарифму фототока.

Принцип действия прибора основан на использовании зависимости Максвелла-Больтцмана между термоэлектронным током I, и тормозящей разностью потенциалов 1. между электрода., и кт

L = — (300 - - ) In 1т — с оп1. е которая соблюдается для диода в определенных пределах токов. Эти токи оказываются нормальным н (рабочими) для существующих типов фотоэлементов с внешним фотоэффектом. Таким образом при освещении фотоэлемента 1, вкл|оченного последовательно с диодом

2, как показано на фиг, I, между электродами диода о автоматически устанавливается разность потенциалов: ; = а — Ь11ят —— а — q lnI4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрг роаано а Бюро изобретпений Госплана СССР

Л 64646 где i@ — фототок, а и Ь вЂ” постоянные. При этом на аноде диода сохраняется отрицательный потенциал, несмотря на обратное направление внешней э.д.с. (батареи).

При увеличении освещения фотоэлемента 1 отрицательный потенциал анода (диода) снижается по логарифмическому закону, изображаемому выражением (1). Разность потенциалов между электродами может быть измерена с помощью электрометра (фиг. 1) или с помощью усилительной лампы 1 (фиг. 2).

В последнем случае лампа не должна иегь за метных сеточных токов (элекмронного и ионного).

Эти схемы могут найти применение на практике, например в качестве денситометра †д измерения оптических плотностей прозрачных и непрозрачных сред — и во всех случаях, когда представляет интерес получение логарифма измеряемой величины.

Схема по фиг. 3 служит для измерения логарифма отношения или непосредственно отношения двух фототоков и может быть названа

„фотоэлектронным логометром".

Потенциал каждсго анода двойного диода 2 (например, типа 6 6) относительно катода меняется логарифмически в зависимости от фототока соответствующего фотоэлемента 1. Разность потенциалов между анодами, подаваемая на сетку триода 8, пропорциональна логариф. му отношения фототоков i и 12.11 1 — и2= И вЂ” -{- С, 1» тде 1< и С вЂ” постоянные.

Вместо простого триода может быть применен двойной триод (или два триода) с подачей напряжения на сетки (симметричная диферен. циальная схема).

В обоих случаях лампа должна иметь черезвычайно малые сеточные токи. Таким образом в случае линейности анодной характеристики триода анодный ток 1, пропорционален логарифму отношения фототоков.

11 1

1а = А1П вЂ” — —, С1, 2 где A и С, — постоянные.

Если желательно получить непосредственное отношение двух фототоков, то имеет смысл пользоваться начальным экспоненциальным участком анодной характеристики. С этой целью смещение на сетку берется достаточно большим.

В то же время большое отрицательное смещение спосооствует уменьшению сеточного тока, ITQ является необходимым в данной схеме с использованием диода.

<1 отоэлектрический логометр может быть использован, например, в каче1 тве объективного денситометра. С этой целью два световых пучка от одного источника света направляются на фотоэлементы. На пути одного пучка помещается исследуемая среда (например, фотографическая пленка), Логарифм отношения двух фототоков, отсчитываемый на выходе прибора, пропорционален логарифму отношения двух световых потоков и выражает оптическую плотность среды. Этот же прибор при соответствующем изменении оптики может быть использован для измерения коэфициента отражения непрозрачных сред

Схема по фиг. 3 в сравнении со схемой по фиг. 2 обладает тем преимуществом, что результат измерения не зависит в известных пределах от яркости источника, и прибор отличается большим постоянством показаний, как и всякая диференциальная схема.

Другой важной областью применения предлагаемого устройства может служить пирометрия. Как известно, цветовая температура Т, характеризуется отиошеннем двух спектральных яркостей. Чтооы применить для этой цели фотоэлектрический логометр, необходимо взять два фотоэлемента, имеющих различные спектральные характеристики, или использовать различные цветные светофильтры, например, красный и синий; тогда

1кр

=-f (тс), 1Снн где i„.„, и 4,„., — фототоки, пропорциональные яркости изучаемого источника света при соответствующих светофильтрах.

Предмет изобретения

1. Фотоэлектрическое устройство, содержащее фотоэлемент с внешним фотоэффектом, о т л и ч а ющ е е с я тем, что с целью получения выходного напряжения, пропорционального логарифму фототока, фотоэлемент включен последовательно с диодом, работающим в режиме тормозящего поля, и выходное напряжение (подаваемое, например, к электрометру или электронному вольтметру) снимается с диода.

2. Форма выполнения устройс-.:-a по и. 1, отлнчающаяся те1, что, с L>елью получения напряжения, пропорционального логарифму отношения фототока двух фо-.оэлементов, применен двойной диод, половины которого включены последовательно с фотоэлементами и с анодов снимается выходное н -.пря "..ение.

3. В устройстве по и. 2 применение триода, на сетку которого подано выходное напряжение и который работает в режиме, соответствующем экспоненциальной части ансдноц характеристики, целью получения напряжения, пропорционального отношению фо-.зтоков..1

Отп. редактор Д. A. Михайлов

Л149963 Подиксаио к печати 26 Xl 1!1-16г. Тираж 500 экз, Цена 65 ксп. 3" :. !26

Типография Госпланиздата. им. Воровского„Калуга

М б4646

5YI . 3

Те: í. редактор М. B. С:юлвякова