專利名稱：一種寬溫環(huán)境下中紅外光信號(hào)強(qiáng)度的測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種中紅外光信號(hào)強(qiáng)度的測(cè)量方法，尤其是采用光導(dǎo)型中紅外探測(cè)器測(cè)量中紅外光強(qiáng)變化的測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
光導(dǎo)型中紅外探測(cè)器如碲鎘汞、銻化銦等在測(cè)量紅外光強(qiáng)參數(shù)時(shí)，常采用恒流源結(jié)合儀表放大器的測(cè)量方法，但是當(dāng)測(cè)量環(huán)境溫度變化較大時(shí)，由于中紅外探測(cè)器的固有特性，探測(cè)器的暗電阻和響應(yīng)率均隨溫度變化而改變，當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，光導(dǎo)型探測(cè)器暗電阻的變化將引起探測(cè)電路輸出本底電壓的漂移。當(dāng)探測(cè)器工作在一個(gè)寬溫環(huán)境下，即周邊溫度變化范圍較大時(shí)，本底電壓漂移是電路參數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的問(wèn)題。現(xiàn)有技術(shù)中抑制本底電壓漂移，一方面是選擇合適的配平溫度點(diǎn)，另一方面是降低儀表放大器的放大倍數(shù)。受光導(dǎo)型探測(cè)器響應(yīng)率的限制，探測(cè)器輸出信號(hào)通常比較微弱，為了獲得足夠的信號(hào)幅度，需要提高前置儀表放大器的放大倍數(shù)，故現(xiàn)有的按照某個(gè)固定溫度點(diǎn)進(jìn)行恒流源電路的配平方法，很難做到在較寬溫度變化范圍內(nèi)，輸出信號(hào)的最大幅值能夠恰好滿足后續(xù)記錄系統(tǒng)的最大量程，也就是說(shuō)當(dāng)探測(cè)器工作在寬溫區(qū)的兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)，探測(cè)器的本底信號(hào)并非恰好工作在測(cè)量系統(tǒng)所允許的探測(cè)器本底電平的上下限，沒(méi)有使輸出信號(hào)達(dá)到允許的最大值，從而縮小了測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍，增加了測(cè)量不確定度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是解決現(xiàn)有寬溫條件下中紅外光強(qiáng)測(cè)量中存在的測(cè)量輸出信號(hào)幅值小、動(dòng)態(tài)范圍不夠等問(wèn)題，提高系統(tǒng)的測(cè)量不確定度。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
一種寬溫環(huán)境下中紅外光信號(hào)強(qiáng)度的測(cè)量方法，包括以下步驟:I搭建中紅外光信號(hào)強(qiáng)度的測(cè)量裝置，所述的測(cè)量裝置包括中紅外光導(dǎo)探測(cè)器、驅(qū)動(dòng)電路和信號(hào)采集記錄儀；其中驅(qū)動(dòng)電路包括儀表放大器單元和恒流源單元，恒流源單元由測(cè)量臂和配平臂組成，測(cè)量臂包括恒流源，恒流源的正端接偏置電壓源，負(fù)端同時(shí)與探測(cè)器的一端和儀表放大器的反向輸入端相連，探測(cè)器的另一端接地；配平臂包括偏置電阻和配平電阻，偏置電阻一端接偏置電壓源，另一端同時(shí)與配平電阻的一端和儀表放大器的正向輸入端相連，配平電阻的另一端接地；信號(hào)記錄儀與儀表放大器的輸出端聯(lián)接；2測(cè)量得到中紅外光導(dǎo)探測(cè)器在測(cè)量裝置應(yīng)用的環(huán)境溫度下的暗電阻值Rt和響應(yīng)率值St ；3確定偏置電阻的阻值、配平電阻的阻值和儀表放大器的放大倍數(shù):
權(quán)利要求
1.一種寬溫環(huán)境下中紅外光信號(hào)強(qiáng)度的測(cè)量方法，其特征在于，包括以下步驟: I搭建中紅外光信號(hào)強(qiáng)度的測(cè)量裝置，所述的測(cè)量裝置包括中紅外光導(dǎo)探測(cè)器(3)、驅(qū)動(dòng)電路和信號(hào)采集記錄儀； 所述的驅(qū)動(dòng)電路包括儀表放大器單元和恒流源單元，恒流源單元由測(cè)量臂和配平臂組成，測(cè)量臂包括恒流源(2)，恒流源的正端接偏置電壓源(1)，負(fù)端同時(shí)與中紅外光導(dǎo)探測(cè)器(3)的一端和儀表放大器(6)的反向輸入端相連，中紅外光導(dǎo)探測(cè)器(3)的另一端接地；配平臂包括偏置電阻(4)和配平電阻(5)，偏置電阻(4)一端接偏置電壓源(1)，另一端同時(shí)與配平電阻(5)的一端和儀表放大器(6)的正向輸入端相連，配平電阻(5)的另一端接地；所述的信號(hào)記錄儀與儀表放大器(6)的輸出端聯(lián)接； 2測(cè)量得到中紅外光導(dǎo)探測(cè)器(3)在工作溫度范圍內(nèi)的暗電阻值Rt和響應(yīng)率值St; 3確定偏置電阻R1的阻值、配平電阻R2的阻值和儀表放大器的放大倍數(shù)G:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)型中紅外探測(cè)器輸出信號(hào)測(cè)量方法，其特征在于:所述的中紅外光導(dǎo)探測(cè)器(3)為碲鎘汞、銻化銦、硫化鉛或錫化鉛。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)型中紅外探測(cè)器輸出信號(hào)測(cè)量方法，其特征在于:所述的信號(hào)采集記錄儀為示 波器或多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
全文摘要
一種寬溫環(huán)境下中紅外光信號(hào)強(qiáng)度的測(cè)量方法，首先建立測(cè)量裝置，包括中紅外光導(dǎo)探測(cè)器、驅(qū)動(dòng)電路和信號(hào)采集記錄儀，其中驅(qū)動(dòng)電路包括儀表放大器單元和恒流源單元；其次測(cè)量得到中紅外光導(dǎo)探測(cè)器在應(yīng)用環(huán)境溫度下的暗電阻值和響應(yīng)率值，并確定驅(qū)動(dòng)電路中配平電阻和放大倍數(shù)參數(shù)；最后再根據(jù)電壓信號(hào)及監(jiān)測(cè)的工作溫度，計(jì)算得到中紅外光信號(hào)強(qiáng)度。本發(fā)明根據(jù)每只探測(cè)器在寬溫范圍端點(diǎn)的暗電阻值、工作電壓等參數(shù)，獲得配平電阻和電路放大倍數(shù)的最優(yōu)解，提高了恒流源式中紅外探測(cè)電路的輸出信號(hào)幅度和測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍，具有步驟簡(jiǎn)潔、實(shí)現(xiàn)方便的特點(diǎn)，可用于中紅外探測(cè)電路的批量設(shè)計(jì)。
文檔編號(hào)G01J1/42GK103076088SQ20121059108
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者馮剛, 楊鵬翎, 王振寶, 陳紹武, 邵碧波, 馮國(guó)斌, 王平, 宇文璀蕾 申請(qǐng)人:西北核技術(shù)研究所