JPS6058816B2 - 自動輝度温度計 - Google Patents
自動輝度温度計Info
- Publication number
- JPS6058816B2 JPS6058816B2 JP55062595A JP6259580A JPS6058816B2 JP S6058816 B2 JPS6058816 B2 JP S6058816B2 JP 55062595 A JP55062595 A JP 55062595A JP 6259580 A JP6259580 A JP 6259580A JP S6058816 B2 JPS6058816 B2 JP S6058816B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- circuit
- integrator
- thermometer
- switch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/52—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using comparison with reference sources, e.g. disappearing-filament pyrometer
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、フォトダイオードを光電変換素子として用い
た自動輝度温度計に関する。
た自動輝度温度計に関する。
一般に、自動輝度温度計とは光高温計を自動化したもの
をいうが、この自動輝度温度計は、被測定物体と比較放
射体の輝度判別を人間の目から光電変換素子に置き換え
たものである。
をいうが、この自動輝度温度計は、被測定物体と比較放
射体の輝度判別を人間の目から光電変換素子に置き換え
たものである。
従来の自動輝度温度計は、被測定物体と比較放射体の放
射エネルギーを回転セクタを介して交互に光電変換素子
に導いて、被測定物体及び比較放射体の輝度の偏差が零
となるように比較放射体の輝度制御を自動的に行うよう
にしたものが多い。しかしながらこのような回転セクタ
を用いたものは、回転機構を採用しているため動作寿命
に問題があつた。本発明は、このような点に鑑みてなさ
れたもので、上述した回転セクタの代わりに光学系利得
の高いフォトダイオードを用いて回転セクタと同一の作
用効果をもたせかつ低輝度の場合でも安定な出力が得ら
れる自動輝度温度計を実現したものである。以下、本発
明を図面を参照して詳しく説明する。第１図は、本発明
の一実施例を示ず電気的接続図である。
射エネルギーを回転セクタを介して交互に光電変換素子
に導いて、被測定物体及び比較放射体の輝度の偏差が零
となるように比較放射体の輝度制御を自動的に行うよう
にしたものが多い。しかしながらこのような回転セクタ
を用いたものは、回転機構を採用しているため動作寿命
に問題があつた。本発明は、このような点に鑑みてなさ
れたもので、上述した回転セクタの代わりに光学系利得
の高いフォトダイオードを用いて回転セクタと同一の作
用効果をもたせかつ低輝度の場合でも安定な出力が得ら
れる自動輝度温度計を実現したものである。以下、本発
明を図面を参照して詳しく説明する。第１図は、本発明
の一実施例を示ず電気的接続図である。
レンズ、ミラー等で構成された光学系１は、被測定物体
Ｘの光学像をフォトダイオードＤ、に結像する。同様に
して、比較放射体Ｒの光学像はフォトダイオードＤ２に
結像する。比較放射体Ｒとしては例えばタングステン電
球が用いられる。ここで、フォトダイオードＤ、とＤ。
は特性が揃つたものが必要である。最近の半導体製作技
術の進歩により、特性の揃つたフォトダイオードを得る
ことは容易てある。フォトダイオードＤ、及びＤ２の各
々の光電変換出力は、スイッチＳＷ、及ひＳＷ。
Ｘの光学像をフォトダイオードＤ、に結像する。同様に
して、比較放射体Ｒの光学像はフォトダイオードＤ２に
結像する。比較放射体Ｒとしては例えばタングステン電
球が用いられる。ここで、フォトダイオードＤ、とＤ。
は特性が揃つたものが必要である。最近の半導体製作技
術の進歩により、特性の揃つたフォトダイオードを得る
ことは容易てある。フォトダイオードＤ、及びＤ２の各
々の光電変換出力は、スイッチＳＷ、及ひＳＷ。
を介して第１の積分器２及び第２の積分器３に入力する
。第１の積・分器２は、演算増幅器２０、キャパシタＣ
ｌ及びスイッチＳＷ３とで構成されている。キャパシタ
Ｃｌは演算増幅器２０の入出力端子間に接続され、スイ
ッチＳＷａは該キャパシタＣｌの両端に接続されている
。第２の積分器３も第１の積分器２、と同様演算増幅器
３０、キャパシタＣｏ及びスイッチＳＷ。とで構成され
ている。５は、前記第１の積分器２の出力信号と基準電
圧上ｓとを比較する比較器である。
。第１の積・分器２は、演算増幅器２０、キャパシタＣ
ｌ及びスイッチＳＷ３とで構成されている。キャパシタ
Ｃｌは演算増幅器２０の入出力端子間に接続され、スイ
ッチＳＷａは該キャパシタＣｌの両端に接続されている
。第２の積分器３も第１の積分器２、と同様演算増幅器
３０、キャパシタＣｏ及びスイッチＳＷ。とで構成され
ている。５は、前記第１の積分器２の出力信号と基準電
圧上ｓとを比較する比較器である。
４は、前記比較器５の出力で前記第２の積分器３の出力
を保持するホールド回路である。
を保持するホールド回路である。
６は該ホールド回路４の出力と前記基準電圧上ｓとの差
を増幅する増幅器である。
を増幅する増幅器である。
７は、前記比較器５とパルス発生器８の各々の出力を受
けてスイッチＳＷｌ〜ＳＷ４のオン・オフを制御する第
１の制御回路である。
けてスイッチＳＷｌ〜ＳＷ４のオン・オフを制御する第
１の制御回路である。
９は、前記増幅器６の出力を受けて前記比較放射体Ｒを
駆動する第２の制御回路である。
駆動する第２の制御回路である。
１０は、該制御回路９の出力を受けてこれを対応した温
度信号に変換する温度変換回路である。
度信号に変換する温度変換回路である。
１１は、該温度変換回路１０の出力を外部に取出すため
の出力端子である。
の出力端子である。
このように構成された回路の動作を以下に説明する。被
測定物体Ｘの光学像が、光学系１を介してフォトダイオ
ードＤ１に結像すると該フォトダイオードには被測定物
体Ｘの放射エネルギーに応じた光電流が流れる。
測定物体Ｘの光学像が、光学系１を介してフォトダイオ
ードＤ１に結像すると該フォトダイオードには被測定物
体Ｘの放射エネルギーに応じた光電流が流れる。
また、放射エネルギーは、放射源の温度により指数関数
的な変化をするのでフォトダイオードの光電流は大幅に
変化する。従つて、前記フォトダイオードの光電流を受
ける回路には自動利得制御を行う必要がある。今、スイ
ッチＳＷｌが閉じているものとすると、フォトダイオー
ドＤ１の光電流は積分器２に入力する。
的な変化をするのでフォトダイオードの光電流は大幅に
変化する。従つて、前記フォトダイオードの光電流を受
ける回路には自動利得制御を行う必要がある。今、スイ
ッチＳＷｌが閉じているものとすると、フォトダイオー
ドＤ１の光電流は積分器２に入力する。
ここでスイッチＳＷｌ及びＳＷ３は、第２図ａに示すよ
うにパルス発生器８の出力の周期Ｔ。に同期した第１の
制御回路７の出力によりオン・オフする。第２図ｂはス
イッチＳＷｌの、ＣはスイッチＳＷ３のそれぞれオン・
オフ特性を示す図である。これら特性図において、゛゜
１゛レベルがスイッチオンに、４６０おレベルがスイッ
チオフにそれぞれ対応している。第２図ｂにおいてＴｓ
はスイ．ツチＳＷｌがオンになつている期間を示してい
る。第２図ｄは、前記スイッチＳＷｌ，ＳＷ３によつて
制御された積分器２の出力波形を示す。スイッチＳＷｌ
がオンになつている間スイッチＳＷ３はオフで、前記フ
ォトダイオードＤ１の光電流は積分器Ｊ２により積分さ
れる。積分器２の出力は図に示すように負方向に漸次増
大する。この積分器２の出力は続く比較器５の一方の入
力に接続されている。積分器２の出力が上ｓに達した瞬
間に比較器５の出力は反転する。第２図ｅは該比較器５
の（出力波形を示す。比較器５の反転出力を受けて、第
１の制御回路７はスイッチＳＷｌをオフにし、一定時間
経過後スイッチＳＷ３をオンにする。スイッチＳＷ３が
オンになると、積分器２はリセットされ従つて比較器５
の出力も変化前の状態に戻る。ここで、スイッチＳＷｌ
が閉じている期間Ｔｓは被測定物体からの放射エネルギ
ーの大きさに反比例する。即ち、放射エネルギーが大き
いと期間Ｔｓは短くなり、小さいと長くなる。即ち、フ
ォトダイオードＤ１、スイッチＳＷｌ、積分器２、比較
器５、第１の制御回路７とで構成される回路は、積分器
２の最終光電流積分出力か常に基準電圧上ｓと等しくな
るように積分時間Ｔｓが変ノ化する自動利得制御回路を
構成している。即ち、低輝度の場合でも安定動作をする
ことができることを示す。一方、スイッチＳＷ２及びＳ
Ｗ４も前記スイッチＳＷｌ及びＳＷ３にそれぞれ同期し
てオン・オフ動作・をしている。
うにパルス発生器８の出力の周期Ｔ。に同期した第１の
制御回路７の出力によりオン・オフする。第２図ｂはス
イッチＳＷｌの、ＣはスイッチＳＷ３のそれぞれオン・
オフ特性を示す図である。これら特性図において、゛゜
１゛レベルがスイッチオンに、４６０おレベルがスイッ
チオフにそれぞれ対応している。第２図ｂにおいてＴｓ
はスイ．ツチＳＷｌがオンになつている期間を示してい
る。第２図ｄは、前記スイッチＳＷｌ，ＳＷ３によつて
制御された積分器２の出力波形を示す。スイッチＳＷｌ
がオンになつている間スイッチＳＷ３はオフで、前記フ
ォトダイオードＤ１の光電流は積分器Ｊ２により積分さ
れる。積分器２の出力は図に示すように負方向に漸次増
大する。この積分器２の出力は続く比較器５の一方の入
力に接続されている。積分器２の出力が上ｓに達した瞬
間に比較器５の出力は反転する。第２図ｅは該比較器５
の（出力波形を示す。比較器５の反転出力を受けて、第
１の制御回路７はスイッチＳＷｌをオフにし、一定時間
経過後スイッチＳＷ３をオンにする。スイッチＳＷ３が
オンになると、積分器２はリセットされ従つて比較器５
の出力も変化前の状態に戻る。ここで、スイッチＳＷｌ
が閉じている期間Ｔｓは被測定物体からの放射エネルギ
ーの大きさに反比例する。即ち、放射エネルギーが大き
いと期間Ｔｓは短くなり、小さいと長くなる。即ち、フ
ォトダイオードＤ１、スイッチＳＷｌ、積分器２、比較
器５、第１の制御回路７とで構成される回路は、積分器
２の最終光電流積分出力か常に基準電圧上ｓと等しくな
るように積分時間Ｔｓが変ノ化する自動利得制御回路を
構成している。即ち、低輝度の場合でも安定動作をする
ことができることを示す。一方、スイッチＳＷ２及びＳ
Ｗ４も前記スイッチＳＷｌ及びＳＷ３にそれぞれ同期し
てオン・オフ動作・をしている。
第２のｆはスイッチＳＷ２の、ｇはスイッチＳＷ４のそ
れぞれ動作を示す図である。第２の積分器３は、前述し
た期間Ｔｓの間比較放射体Ｒの放射エネルギーを受けた
フォトダイオードＤ２の光電流を積分している。第２図
のｈは第２“の積分器３の出力波形を示す図である。そ
してこの第２の積分器３の最終出力は、比較器５からの
信号によりホールド回路４でホールドされる。増幅器６
は、該ホールド回路の出力と基準電圧一Ｅｓとの偏差が
零になるように第２の制御回路９に信号を送る。第２図
１はホールド回路４の出力が基準電圧上ｓに近づいてい
くさまを示す図である。第２の制御回路９は増幅器６の
出力を受けて、基準電圧上ｓとホールド回路４の出力と
が等しくなるように比較放射体Ｒを駆動する。
れぞれ動作を示す図である。第２の積分器３は、前述し
た期間Ｔｓの間比較放射体Ｒの放射エネルギーを受けた
フォトダイオードＤ２の光電流を積分している。第２図
のｈは第２“の積分器３の出力波形を示す図である。そ
してこの第２の積分器３の最終出力は、比較器５からの
信号によりホールド回路４でホールドされる。増幅器６
は、該ホールド回路の出力と基準電圧一Ｅｓとの偏差が
零になるように第２の制御回路９に信号を送る。第２図
１はホールド回路４の出力が基準電圧上ｓに近づいてい
くさまを示す図である。第２の制御回路９は増幅器６の
出力を受けて、基準電圧上ｓとホールド回路４の出力と
が等しくなるように比較放射体Ｒを駆動する。
そして、基準電圧上ｓとホールド回路４の出力とが等し
くなつた時、被測定物体Ｘと比較放射体Ｒの放射エネル
ギーは対応したものとなる。温度変換回路１０は前記第
２の制御回路９の出力を受けてこれを温度に対応し信号
に変換して出力端子１１に出力する。このようにして出
力端子１１には温度に対した信号出力が生じ、輝度温度
計として利用することができる。更に以上の動作は全て
自動で行われるので自動輝度温度計として利用すること
ができる。以上、詳細に説明したように、本発明によれ
ば回転セクタ等の機構部を用いずかつ低輝度の場合ても
安定な出力が得られる自動輝度温度計を実現することが
できる。
くなつた時、被測定物体Ｘと比較放射体Ｒの放射エネル
ギーは対応したものとなる。温度変換回路１０は前記第
２の制御回路９の出力を受けてこれを温度に対応し信号
に変換して出力端子１１に出力する。このようにして出
力端子１１には温度に対した信号出力が生じ、輝度温度
計として利用することができる。更に以上の動作は全て
自動で行われるので自動輝度温度計として利用すること
ができる。以上、詳細に説明したように、本発明によれ
ば回転セクタ等の機構部を用いずかつ低輝度の場合ても
安定な出力が得られる自動輝度温度計を実現することが
できる。
第１図は、本発明の一実施例を示す電気的接続図、第２
図は第１図に示す回路図の各部の動作波形を示す図であ
る。 １・・・・・光学系、２，３・・・・・・積分器、４・
・・・・・ホールド回路、５・・・・・・比較器、６・
・・・・・増幅器、８・・・・パルス発生器、７，９・
・・・・・制御回路、１０・・・・・・温度変換回路、
１１・・・・・・出力端子、２０，３０・・・・演算増
幅器、ＳＷｌ〜ＳＷ４・・・・・スイッチ、Ｄｌ，Ｄ２
・・フォトダイオード、上ｓ・・・・・・基準電源、Ｘ
・・・・・被測定物体、Ｒ・・・・・・比較放射体。
図は第１図に示す回路図の各部の動作波形を示す図であ
る。 １・・・・・光学系、２，３・・・・・・積分器、４・
・・・・・ホールド回路、５・・・・・・比較器、６・
・・・・・増幅器、８・・・・パルス発生器、７，９・
・・・・・制御回路、１０・・・・・・温度変換回路、
１１・・・・・・出力端子、２０，３０・・・・演算増
幅器、ＳＷｌ〜ＳＷ４・・・・・スイッチ、Ｄｌ，Ｄ２
・・フォトダイオード、上ｓ・・・・・・基準電源、Ｘ
・・・・・被測定物体、Ｒ・・・・・・比較放射体。
Claims (1)
- １ ２つのフォトダイオードと、被測定物体及び比較放
射体からの放射エネルギーを各々前記２つのフォトダイ
オードに導く光学系と、前記各々のフォトダイオードの
出力電流を積分する２つの積分器と、被測定物体に対応
したフォトダイオード側の積分器出力信号と基準信号と
を比較する比較器と、該比較器出力信号により前記２つ
の積分器の積分時間を制御する回路と、前記比較放射体
に対応したフォトダイオード側の積分器出力信号と前記
基準信号との偏差が零となるように該比較放射体の放射
エネルギーを制御する回路と、前記比較放射体の制御信
号を温度に対応した信号に変換する回路とにより構成さ
れた自動輝度温度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55062595A JPS6058816B2 (ja) | 1980-05-12 | 1980-05-12 | 自動輝度温度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55062595A JPS6058816B2 (ja) | 1980-05-12 | 1980-05-12 | 自動輝度温度計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56158924A JPS56158924A (en) | 1981-12-08 |
| JPS6058816B2 true JPS6058816B2 (ja) | 1985-12-21 |
Family
ID=13204826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55062595A Expired JPS6058816B2 (ja) | 1980-05-12 | 1980-05-12 | 自動輝度温度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6058816B2 (ja) |
-
1980
- 1980-05-12 JP JP55062595A patent/JPS6058816B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56158924A (en) | 1981-12-08 |
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