Завдання №7

а) У чому відмінність між повною щільністю випромінювання і освітленістю?

б) Що відображає спектральна характеристика?

в) Світлочутливий прилад зі спектральною характеристикою, наведеною на мал. 3, застосовується з джерелом світла, що має довжину хвилі 0,5 - 0,8 мкм (плоска лінія характеристики). Який коефіцієнт корисної дії системи світлочутливого приладу в порівнянні з максимально можливим (ідеальним)?

Мал. 3. Типова крива спектральної чутливості фоторезистора.

а) Освíтленість — освітлення поверхні, що створюється світловим потоком, який падає на поверхню.

Спектральна щільність — скаляр, величина якого залежить від орієнтації в просторі нормалі до області dS. Відкладаючи в бажаному масштабі значення B(λ) за різними напрямками нормалі при різноманітній орієнтації області, отримуємо тіло спектральної густини яскравості, як вихідну характеристику поля неполяризованого випромінювання для даної точки поля випромінювання.

б) Спектральна характеристика фоторезистора показує залежність фотоструму від довжини хвилі падаючого випромінювання і має характерний максимум, місцезнаходження якого на осі X залежить від матеріалу фоторезистивного слою.

в) Якщо середня довжина хвилі використовуваного джерела складає:

Відносна спектральна чутливість приладу складає N%.Тоді ККД приладу з цим джерелом складає: η = N%.

Прилад повинен використовуватися з джереломом світла що має довжину хвилі 0,88мкм при якій чутливість приладу дорівнює 100%.

При середній довжині хвилі використовуваного джерела

αсер = (0,7 + 0,95)/2 = 0,825 мкм

Чутливість приладу складає 93%. Тоді ККД приладу з цим джерелом складає 93%.

Завдання №8

Визначте чутливість (середню) світлочутливого приладу, характеристика якого наведена на мал. 5, у разі щільності випромінювання 10 ÷ 14 мВт/см².

Мал. 5. Крива Iф залежності сили фотоелектронного струму від

щільності випромінювання.

Розв’язання

Крива Vтэ відношення сили фотоелектронного струму до опромінювання. Vтэ=10 В - напруга фотоелектронний струмупри світловому потоку, падаючому від не закритої фільтрами лампи розжарювання з вольфрамовою ниткою при 1500°С.

1. Лінійність в точці А : +10мА;

2. Середню чутливість визначаємо як відношення різниці між ординатами прямої з’єднуючої точки характеристики з абсцисами 10 і 14 мВт/см² до різниці абсцис ( 14-10)

40 мА – 22 мА = 18 мА (різницяміж ординатами)

14 мВт/см² - 10 мВт/см² = 4 (різниця між абсцисами)

Тср = = 4,5 мА/мВт/см².

Завдання №9

Побудувати графік залежності напруги на вимірювальній діагоналі моста від опору потенціометричного датчика R3. Міст (12рів. 6.) складається з постійних резисторів R1=1100 Ом, R2=200 Ом, R4=200 ОМ, R6=2200 Ом, потенціометричного датчика R3=910 Ом та 12рівноважую чого потенціометра R5=1800 Омі живиться від джерела з напругою Uж=10 В.

Визначити чутливість мостової схеми.

Як вдвічі збільшити чутливість схеми?

Прикмета. Спочатку міст збалансований і опір потенціометричного

датчика максимальний. Опір вимірювального приладу вважаємо рівним .

Величиною змінення R5 при балансуванні моста знехтуємо.

Мал. 6. Мостова вимірювальна схема.

Розв’язання

1. Спочатку розіб’ємо опір потенціометричного датчика R3 на сім рівних ділянок.

R31=27 Ом R35= 9 Ом

R32= 22,5 Ом R36 = 4,5 Ом

R33= 18 Ом R37= 0 Ом

R34= 13,5 Ом

Потенціал точки А визначимо за формулою:

. UA=10,8 B

Потенціал точки В визначимо за формулою: , де n=0,1,2…6.

UB0 = 11,647 B

UB1 = 12,77 B

UB2 = 14,14 B

UB3 = 15,84 B

UB4 = 18 B

UB5 = 20,84 B

UB6 = 24.75 B

Напругу на діагоналі знайдемо як різницю між напругами у точках А і В.

UАB0=0,532 В UаB4 = 6,9 В

UаB1 = 1,9 В UаB5 = 8,9 В

UаB2 = 3,34 В UаB6 = 11,02 В

UаB3 = 5,04 В

Отримаємо такі данні:

R3n	27	22,5	18	13,5	9	4,5	0
Uab	0.532	1.9	3,34	5,04	6,9	8,9	11,02

За одержаними точками будуємо графік залежності напруги на діагоналі від опору потенціометричного датчика R₃ :

= f (R3_n).

Чутливість мостової схеми S_сер визначається як відношення приросту напруги на вимірювальній діагоналі до зміни опору потенціометра:

Однією з переваг використання мостової схеми для вимірювання опорів є те, що напруга джерела живлення не впливає на виміри. Практично, чим вище напруга живлення, тим легше виявити дисбаланс між чотирма резисторами за допомогою індикатора нульового сигналу, і таким чином підвищується чутливість схеми. Більша напруга живлення веде до збільшення точності вимірювань. Однак через зменшення або збільшення напруги живлення не вноситься фундаментальних помилок на відміну від інших схем вимірювання опорів. Отже для збільшення чутливості вдвічі треба збільшити напругу живлення вдвічі.