Источники оптического излучения
В измерительных преобразователях в качестве источников излучения используются: лампы накаливания, газоразрядные лампы, лазеры и светодиоды. Основными характеристиками источников оптического излучения являются характер свечения(непрерывный и импульсный), спектральный состав излучения, мощность излучения(световой поток, сила света, яркость), потребляемая мощность(напряжение, ток питания) и габариты.
Лампы накаливания имеют непрерывный спектр излучения, охватывающий видимую и инфракрасную области. Мощность излучения ламп накаливания относительно не велика. Спектральный состав и интенсивность свечения зависят от температуры нити накаливания. Характер свечения непрерывный.
Газоразрядные лампы представляют собой кварцевый или стеклянный болон заполненный газом с впаянными электродами. Электрический разряд в газовом промежутке сопровождается интенсивным световым потоком. Газоразрядные лампы подразделяются на лампы непрерывного свечения и импульсные. Они имеют линейчатый спектр излучения. К недостаткам этих ламп относятся большие габариты и сложность схем включения.
Лазеры в настоящее время применяются газовые, твердотельные и полупроводниковые лазеры. В состав лазера обычно входит излучатель и блок питания. А так же могут входить блок автоматики и специальных устройств. Параметры излучения зависят от излучателя и так же от режима излучения лазера, который может быть непрерывным импульсным и режимом одиночных импульсов. Максимальная мощность излучения достигается в режиме одиночных импульсов и для твердотельных лазеров, она составляет 10 мегаватт. В измерительной технике наибольшее распространение получили газовые лазеры. Излучение, которых отличается высокой степенью монохроматичности и поляризованности.
Светодиоды представляют собой излучающий (p-n). Наибольшее распространение получили арсенидногалливые диоды полусферической конструкции. Диаметр полусферы 1.4 мм максимум интенсивности излучения, которых соответствует длинам волн 0.92-0.96 микрометров. Процессы включения и выключения светодиодов определяются постоянными времени в 10-8-10-9 секунды. И светодиоды могут использоваться как в режиме постоянного сечения, так и в импульсном режиме. Характеристики светодиодов зависят от температуры. При повышении температуры уменьшается мощность излучения и смещается в сторону больших длин волн. Достоинством светодиодов являются высокий КПД, возможность модуляции излучения по произвольному закону, малые габариты, высокая надёжность и возможность согласования с интегральными схемами.
Приёмники оптического излучения.
Их можно подразделить на две большие группы это тепловые приёмники и фотоэлектрические. К тепловым относятся термоэлементы и болометры, принцип работы которых основан на предварительном образовании энергии излучения в тепловую. К фотоэлектрических приёмникам объединённых общим названием фотоэлементы относятся преобразователи в которых используются явления внешнего или внутреннего фотоэффекта: вакуумные и газонаполненные фотоэлементы, фоторезисторы, фотодиоды, фототриоды и фотогаливаномагнитные элементы.
Схема. Тепловой оптический приёмник.
Тепловой оптический приёмник представляет собой тонкий металлический диск 1 и термочувствительный элемент 3, измеряющий температуру диска.