Optikai mérések műszeres analitikusok számára Fotodetektorok, kijelzők, jelátalakítók, „egyebek” http://tp1957.atw.hu/ma_elo_34.ppt

A detektor fogalma, fajtái Detektor (érzékelő): a mérendő jelenséget elektromos jellé alakítja. Fotodetektor: a fényt elektromos jellé alakítja Fotocella: elektroncső; fény hatására áram folyik át rajta (100 V nagyságrendű feszültség). Fotoelektron-sokszorozó (rajz, működés) Fotodióda: félvezető eszköz; fény hatására áram folyik át rajta (néhány V feszültség). Diódasor detektor (fotodiódákból állítanak egy sor a felbontott fény útjába, mindegyik más hullámhosszúságú fényt mér) leggyakrabban 512..4096 db diódát tartalmaz. (Sok ez? Milyen eszközben van még több fényérzékelő egység? Nagyságrendileg hány db?)

Fotocella Vákuum vagy gáztöl-tésű cső, a fotokatód Cs – Cs2O, ami fény hatására elektronokat bocsát ki. Az anód és katód közé kapcsolt feszültség hatására áram indul meg, ami a fényintenzitással egy-értelmű összefüggés-ben van (karakterisz-tika). Vákuum: jó linearitás Gáztöltés: nagyobb érzékenység, rosszabb linearitás, magasabb sötétáram

Fotoelektron-sokszorozó A fotoelektron-sokszorozó működése

Fotoelektron-sokszorozó .

Fotoelektron-sokszorozó .

Hullámhossz tartomány (nm) Fotodióda Mindig záróirányban működik; fény hatására vezetővé válik. Távirányítókban is van. Sötétáram Anyag Hullámhossz tartomány (nm) Kadmium-szulfid 300–850 Szilícium 190–1100 Germánium 400–1700 Indium-gallium-arzenid 800–2600 Ólom-szulfid <1000-3500 Indium-antimonid 1000-8000

Si fotodióda detektor fényérzékenysége

Fotométer diódasor detektorral

A szem http://cms.sulinet.hu/get/d/7e8f5187-b8bc-4631-a3c6-15dde81178fa/1/5/b/Normal/erzek02.jpg

Az emberi szem színérzékenysége „Sötétben” pálcikák Világosban csapocskák 507 nm 555 nm

A szem színérzékenysége A csapocskák érzékenysége

A kijelzők fogalma, fajtái Kijelző: a jelfeldolgozóról jövő jelet kijelzi, leolvashatóvá teszi. Lehet Analóg – pl. mutató egy skála előtt A leolvasás odafigyelést igényel. Digitális – számkijelzésű. Könnyebb leolvasás, nehezen téveszthető. Melyik a jobb? Miért? Grafikus számok, betűk/szöveg, kép/rajz/diagram http://elektrotanya.com/files/forum/2010/03/Grafikus%20kijelzo.jpg

Analóg és digitális analóg (wmf) 625 pixel/inch 125 pixel/inch

Analóg kijelző Gyorsan változó, ingadozó jel esetén előnyös. http://p1.vatera.hu/photos/a5/27/2477_3_big.jpg

Nixie-cső (Numeric Indicator eXperimental No. 1) Gázkisüléses elektroncső, pl. számjegyek vagy más karaktere kijelzésére használható. Egy üvegcső, amelyben egy drótháló alakú anód és több különböző (pl. számjegy) formájú katód található. Ha valamelyik katódra feszült- séget kapcsolnak, körülötte színes gázkisülés jön létre. A színt a kisnyomású gázkeverék összetétele (Ne, Ar, Hg = Penning keverék) határozza meg; rendszerint narancs- sárga – vörös között változik. A glimmlámpához hasonlóan hidegkatódos, alacsony fogyasztású. Az egyik lehetséges elrendezés elölről- hátrafelé: 6 7 5 8 4 3 9 2 0 1 A kifejlesztő: Haydu Brothers Laboratories http://hu.wikipedia.org/wiki/Nixie-cs%C5%91

Hét szegmenses kijelző A szegmensek lehetnek aktív fényforrások gázkisülési csövek (neon 7-segment), izzószálak, LEDek élénk színű háttér, ami a megfelelő formán (maszkon) átlátszik. LCD = folyadékkristályos kijelző világító háttér előtt  LED kijelző   LCD kijelző 

Grafikus kijelzők A kijelző állhat aktív fényforrásokból katódsugárcső/képcső (tv, monitor, oszcilloszkóp) képpontjai, LEDek élénk színű háttér, ami a „nyitott” képpontokon átlátszik. LCD = folyadékkristályos kijelző világító háttér előtt 

Analóg – digitális (A/D) átalakító Analóg jelből digitálisat csinál. Az analóg jel felbontása (elvileg) végtelen, de a jel könnyen torzulhat a különböző műveleteknél (tároláskor is). A digitális jel felbontása végtelen, de nem torzul. Felbontás (resolution): megmutatja, hogy az AD átalakító az analóg jelet hány egyedi értékké tudja átalakítani. Mértékegysége a bit. Pl. az az AD átalakító, amely az analóg jelet 256 elemi értékre tudja felbontani, 8 bites felbontású: 28 = 256. LSB (Least Significant Bit): a legkisebb helyiértékű bit megváltozásához szükséges eltérés a bemeneti értékben. Pl. teljes mérési tartomány = 0-10 V Az AD átalakító 12 bites = 212 = 4096 felbontási szint LSB = (10V - 0V)/(4096-1) = 0,00244 V = 2,44 mV http://hu.wikipedia.org/wiki/Anal%C3%B3g-digit%C3%A1lis_%C3%A1talak%C3%ADt%C3%B3

„Egyebek” A fotométerek, spektrofotométerek még , a működés szempontjából fontos részt tartalmaznak. Optikai elemek lencsék (kondenzor), síktükrök vagy prizmák, homorú tükrök optikai rések. Elektromos/elektronikai elemek ki-be kapcsoló, tápegység (stabilizált) vagy elemtartó – elemek, jel-erősítő, zavarszűrő. http://hu.wikipedia.org/wiki/Anal%C3%B3g-digit%C3%A1lis_%C3%A1talak%C3%ADt%C3%B3

Szakirodalom http://www.dos4ever.com/Z550M/Z550M.html