Астрономический календарь. Постоянная часть (1981) (1246623), страница 59
Текст из файла (страница 59)
Для защиты фото- 10~ 291 умножителя от воздействия внешних магнитных полей, втом числе и от магнитного поля Земли, блок фотоумножителя необходимо помещать в магнитный экран из мягкого железа. В случае применения охлаждения ФЭУ необходимо предусмотреть термостатирование фотоумножителя с точностью около 1 'С, так как многие типы фотокатодов изменяют свою спектральную чувствительность с изменением температуры.
Это наиболее удобно выполнить для фреонных или термоэлектрических холодильников, процесс охлаждения в которых может регулироваться. Менее удачными в этом отношении являются холодильники с использованием твердой углекислоты, где температура в холодильной камере зависит от времени, прошедшего с начала загрузки углекислоты и от величины начального количества «сухого льда». рие. Ыб. Сиена делителя напряжения питания фотоумножителя м подключения наме- рнтельного прибора, Наилучшими образцами современных отечественных фотоумножителей для звездной фотометрии являются следу|ощие, мультищелочные ФЭУ-79, ФЭУ-69Б, квантакон ФЭУ-130; сурьмяно-цезпевые ФЭУ-64, кислородно-цезиевые ФЭУ-83, ФЭУ-90: ФЭУ-62 и др.
Питание фотоумножителей может осуществляться от любого высоковольтного источника со стабильным напряжением. В простейшем случае ФЭУ можно питать непосредственно от анодных батарей, соединенных последовательно для получения необходимого паспортного или выбранного оптимального значения напряжения питания ФЭУ.
Напряжение питания фотоумножителя подается на делитель напряжения, который служит для сообщения каждому последующему эмиттеру более высокого потенциала, чем имеет предыдущий. Схема делителя напряжения и подключения к ФЭУ регистрирующего прибора показана на рис. 128. Так как в астрофотометрии чаще всего приходится иметь дело со слабыми световыми потоками, то общее сопротивление делителя напряжения подбирается таким, чтобы обеспечить наиболее экономичный расход электроэнергии от высоковольтного источника, что наиболее существенно при питании от батарей.
Для звездной электрофотометрии общее сопротивление делителя напряжения выбирается порядка 3 МОм. Делитель напряжения напаивается обычно на панельке ФЭУ и может быть выполнен из резисторов типа МЛТ мощностью не менее 1 Вт. Панельки ФЭУ чаще всего прнходктся 292 ьзготовлять на месте, варианты конструкции их могут быть самые различные, но при этом необходимо, чтобы контактные лепестки панельки как можно большей поверхностью прилегали к штырькам ФЭУ для обеспечения надежного контакта. В заключение надо напомнить, что при работе с фотоумножителями, батареями, выпрямителями необходимо соблюдать крзйиюю осторожность во избежание поражения электрическим током высокого напряжения.
Комплект батарей питания ФЭУ должен быть экранирован и иметь хорошую изоляцию во избежание помех от токов утечек. б) Электрометрнческие усилители фотот о к а. Большая чувствительность и усиление, даваемые фотоумножителями, оказываются все же недостаточными, чтобы регистрировать фототоки от слабых звезд непосредственно гальванометром. Кроме этого, прн применении самопишущего прибора необходимо устройство для согласования выхода фотоумножителя 1 инс, рвс. 129, Скемв влектрометрнческого усилител» с нетоковмм ловторителем. со входом самопишущего устройства.
Для этой цели используются электрометрические усилители, имеющие большое входное сопротивление (порядка десятков и сотен мегом) и малое выходное сопротивление (сотни ом), которые позволяют усиливать токи величиной в 10 " †: 10 " А. Существует несколько методов усиления и регистрации фототока: усилители сигналов постоянного тока, усилители переменного тока, счетчики фотоэлектронов.
Исследования, проведенные различными авторами, показали, что все эти методы дают примерно одинаковый эффект. Наиболее простым является метод усиления сигналов постоянного тока. Усиление фототока осуществляется здесь с помощью электро- метрических усилителей постоянного тока (ЭУПТ), первый каскад которых может быть выполнен на специальных электрометрических лампах, на обычных радиолампах, поставленных в электро- метрический режим или на полупроводниковых элементах. На рис. 129 приведена схема ЭУПТ на интегральной микросхеме 284УЕ1 (А, Б).
Резистор йв служит для грубой, а йв — для тон- 293 кой установки нуля; емкость С, — для увеличения устойчивости и постоянной времени схемы. Резистором Яе регулируется глубина отрицательной обратной связи или коэффициент усиления операционного усилителя 1КУТ401Б. Потенциомегр 1ста имеет порядка 10 фиксированных положений и является переключателем диапазонов чувствительности самопишущего прибора и в случае использования самопишущего потенциометра ЭПП-09 общее сопротивление Яте не превышает 200 Ом.
Величину гг,„ подбирают экспериментально. Самопишущий прибор подсоединяют к гнездам выхода 7, 8. Питание схемы осуществляют от любого стабилизированного источника тока со средней точкой. Рис. 130. Схема алеитрометриеесиого усилителя с оиераииоиимми,усилителе», Для этого можно использовать батареи или аккумулятор. На рис. 130 приведена более компактная схема ЭУПТ на микросхеме К284УД1. Она более устойчива в работе и имеет меньший дрейф нуля. Установка нуля производится резистором Яи, емкость С, определяет постоянную интегрирования.
Для увеличения чувствительности схемы можно увеличивать сопротивление резистора 1са до 1 ГОм, соответственно увеличивая сопротивление резистора обратной связи Я,. Усилитель мощности и блок питания аналогичны схеме рис. 129. Часть схемы, обведенная прерывистой линией, собирается непосредственно в блоке ФЭУ. На рис. 131 приведена схема для счета одноэлектронных импульсов, которая позволяет измерять предельно слабые световые потоки па уровне счета отдельных фотозлектроиов. В качестве широкополосного усилителя и дискриминатора используется интегральная микросхема К138ЛП1, которая содержит в одном корпусе четыре дифференциальных усилителя. Токовую нагрузку ФЭУ 1с„выбирают от 100 Ом до 3 КОм, диоды Р„Р, ограничивают сигнал на входе усилителя, а уровень дискриминации устанавливается резистором 1са.
В качестве счетчика импульсов используется частотомер типа ЧЗ-32 или Ч3-34. При изготовлении схем электрометрических усилителей следует соблюдать все правила, предусмотренные при работе с мик- 294 росхемами серии К204, в противном случае их легко вывести из строя во время монтажа и пайки. Все три схемы разработаны и испытаны на Одесской астрономической обсерватории В. Н. Ивановым. При конструировании фотометра и монтаже ЭУПТ необходимо электрометрнческий каскад располагать в непосредственной близости от ФЭУ, чтобы устранить наводки иа провод, соединяющий выход ФЭУ со входом ЭУПТ.
Электрометрическнй каскад должен быть тщательно экранирован н помещен в светонепроницаемый корпус. Благодаря малому количеству деталей ЭУПТ могут быть смонтированы непосредственно в блоке ФЭУ. Для предотвращения Рнс. !3!. Свела света одноелентроннна нноульсов. возникновения токов утечки все детали ЭУПТ, особенно электрометрнческого каскада, должны быть тщательно обезжирены; монтаж необходимо производить на стойках из высококачественного изолятора. Для подавления флуктуаций, вызываемых шумами ФЭУ и мерцаниями звезды, постоянную времени усилителя целесообразно делать не менее 10 с; прн этом не имеет существенного значения, какой элемент схемы будет ее создавать: входная цепь, промежуточные каскады или регистрирующий прибор.
В современных фотометрах для более точного осреднения флуктуаций фототока, вызванных шумами ФЭУ и мерцанием звезды, все чаще применяют интегрирующие ячейки и операционные усилители, что повышает точность наблюдений и позволяет наблюдать более слабые звезды. Регистрация усиленного фототока производится с помощью самопишущих потенциометров типа ЭПП-09, цифровых вольтметров, преобразователей типа аналог— код для ввода данных в ЭВМ. Фотоэл е ктр и ч ее к и й фото м ет р. Оптическая схема фотоэлектрического фотометра приведена на рис. 132. Перед фокальной плоскостью телескопа ставится откидное зеркало поля 3, которое предназначено для поиска, отождезтвления и точного наведения телескопа на исследуемый объект.
Для этого 295 в окуляре поля Оке делается перекрестье, освещаемое лампочкой. В фокальной плоскости телескопа располагается блок диафрагм Д, представляющий собой диск илн сектор о набором диафрагм размером от ЗО" до 2с. За блоком диафрагм располагается призма П с окуляром Ок, диафрагменного микроскопа, которые позволяют контролировать положение звезды в диафрагме. При введении призмы П на фотокатод ФЭУ может быть направлен световой поток от радиоактивного эталона (люминофора) Этп, который предназначен для контроля постоянства чувствительности аппаратуры. В настоящее время все большее распространение получают Ои~ -4 -'е е- д М'- ' Рис. 132.
Оотиеескея схема еиектрофотометра. эталоны о использованием светодиодов. Перекрытие светового потока на ФЭУ для регистрации величины темнового тока осу- ществляется затвором Зм, Перед фотокатодом ФЭУ устанавли- вается линза Фабри Ф, которая строит на фотокатоде изображе- ние входного отверстия телескопа (объектива нли главного оер- кала), освещенного светом исследуемой звезды. Благодаря же- сткой конструкции фотометра получается неподвижное пятно на фотокатоде ФЭУ, что важно ввиду наличия зонной чувствитель- ности фотокатода.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
