Опис установки

Експериментальне визначення кількісного змісту об'єктів оптичної прозорості D₁, D₂, D₃ у суміші виконують на установці (рис. 6.10), у котру входять: фотовипромінювач - лампа розжарювання EL1; фотоперетворювач ВL1 – фоторезистор; диск, закріплений на валу мікродвигуна постійного струму М; електронний цифровий частотомір PF1; джерело стабілізованої напруги GB. Установка одержує живлення від мережі змінної напруги АВ через двополюсний автоматичний вимикач QF1, а її елементи вмикають до джерела живлення GB однополюсними вимикачами SA1, SA2, SA3. Частотомір PF1 вмикається в мережу живлення вимикачем "Вмик. Мережа", розташованим на пристрої.

Рис. 6.10. Схема установки для дослідження фотоелектричного аналізатора.

Світловий потік лампи розжарювання ЕL, сфокусований оптичною системою ОС, переривається диском Д, що обертається з постійною частотою. На зовнішньому периметру диска є однакові прорізи, у які встановлені в довільному порядку фільтри різної оптичної прозорості D₁, D₂, D₃, що імітують об'єкти контролю, наприклад, проточну кювету з рідиною, прозорі предмети, що рухаються по конвеєру та ін.

Частоту появи імітуємих об'єктів контролю вимірюють частотоміром PF1, чутливість якого обмежена вхідним сигналом U_вх ном.

Світлові потоки після фільтрів Ф1, Ф2, Ф3, пропорційні їхньої оптичної прозорості D₁, D₂, D₃, освітлюють фоторезистор BL1. Вони викликають в його колі відповідні фотоструми I_ф1, I_ф2, I_ф3, які створюють на реостатах RP1, RP2, RP3 напруги U₁, U₂, U₃, пропорційні оптичним прозоростям фільтрів D1, D2, D3. Міліамперметром PA1 вимірюють фотострум I_ф у колі фоторезистора BL1, а його робочу напругу U_р встановлюють реостатом RP0 і вимірюють вольтметром PV1 у положенні 1 перемикача SA4. Напругу U_р визначають за технічними даними використованого фоторезистора.

Напругу U₁ = U_вх ном встановлюють резистором RP1 при струмі I_ф1 і максимальній оптичній прозорості об'єкта D₁ в положенні 1 перемикача SA5 та вольтметром PV1, що вмикається перемикачем SA4 в положенні 2. Аналогічно в положенні 2, 3 перемикача SA5 резисторами RP2, RP3 встановлюють напруги U₂ = = U₃ =U₁ = U_вх ном при фотострумах I_ф2 та I_ф3 відповідно.

Проведення дослідів

1. Ознайомитися з приладами, апаратами й устаткуванням експериментальної установки, записати їхні технічні характеристики до протоколу іспиту.

2. Скласти установку і, після перевірки керівником правильності з'єднань, ввімкнути двополюсний автоматичний вимикач QF1.

3. Розташувати в довільному порядку в осередках диска n₁, n₂, n₃ фільтрів з оптичною прозорістю відповідно D₁, D₂, D₃. Вимикачем SA1 увімкнути фотовипромінювач ЕL до джерела постійного стабілізованої напруги GB. Розташувати фільтр із найменшою прозорістю D₁­ на оптичній осі між фотовипромінювачем ЕL і фоторезистором BL1. Установити перемикач SA4 у положення 1, ввімкнути вимикач SA3.

4. Одержати ампер-вольтну характеристику фоторезистора I_ф(U) при світловому потоці фотовипромінювача Ф₀ = const, встановлюючи на фоторезисторі за допомогою реостата RP0 і вольтметра PV1 напругу U = (25, 50, 75, 100%) U_р, де U_р – робоча напруга фоторезистора.

Результати спостережень записати в таблицю:

№ досліду	U, В	Фільтр із прозорістю
		D1	D2	D3
		І1, А	І2, А	І3, А
1 - 4

5. Повторити досліди по пунктах 3, 4 для фільтрів з оптичною прозорістю D₂ і D₃, причому найбільш прозорому фільтру відповідає оптична прозорість D₃.

Результати спостережень записати в таблицю пункту 4.

6. Увімкнути вимикачем SA2 мікродвигун М до джерела живлення GB, а вимикачем "Вмик. мережа" – електронний частотомір до джерела змінної напруги. Установити перемикачем частотоміра "Таймер" час виміру t, що задається викладачем; кнопкою "Скидання" – нульові показання індикатора частотоміра.

7. Фотоелектронним аналізатором визначити кількість об'єктів з різною оптичною прозорістю. Установити напругу на фоторезисторі U = 0,5U_р, двополюсний перемикач SA4 – у положення 2, а перемикач SA5 - у положення 1. За допомогою резистора RР1 і вольтметра PV1 встановити напругу U₁ = U_вх ном, де U_вх ном – номінальна вхідна напруга електронного частотоміра PF.

Ввімкнути режим "Вимір" частотоміра. Частотомір зареєструє кількість об'єктів (фільтрів) N₁ прозорістю D₁, розташованих на диску, що обертається за час t. Записати покази приладів у таблицю.

Повторити виміри, установлюючи перемикач SA5 послідовно у положення 2 і 3. Частотомір зареєструє кількість об'єктів N₂ і N₃ із прозорістю (D₁ + D₂) і (D₁ + D₂ + D₃) відповідно. Записати показання приладів у таблицю.

Установити вимикачі SA1, SA2, SA3 у вихідне положення. Вимкнути вимикачі "Вмик. мережа" частотоміра та установки – QF1.

Положення перемикача SA5	Покази частотоміра			Час виміру t, с
	N1	N1 + N2	N1 + N2 +N3
1		—	—
2	—		—
3	—	—