|
Самодельный
измеритель освещенности фотопластинки
Автор: С.П.
Воробьев
Измерение
освещенности фотопластинки перед записью голограммы
является обязательной операцией, позволяющей точно
рассчитать время экспонирования фотопластинки и,
следовательно, получить качественную голограмму.
В данной статье рассказано, как самому сделать удобный
и точный измеритель освещенности на основе современных
комплектующих радиодеталей. Итак, покупаем в магазине
радиодеталей (например, "Чип и Дип") следующие
компоненты:
1. Фотодиод с встроенным операционным усилителем,
OPT101 (фирма "Burr Brown") - 180 руб.
(см. фото внизу).
2.
Цифровую измерительную головку, PMLED/5 (фирма Velleman
Components") - 580 руб.
3. Стабилизированный блок питания на 5v, БПС 5,0-0,5
(фирма "Электрон-комплекс") - 140 руб.
 (см.
фото справа).
Итого придется раскошелиться ровно на 900 руб. Можно
прикупить и корпус для фотоприемника, но это по
желанию - его можно сделать и самому из подходящей
коробки, например, из тубуса от фотопластинок.
Дальше
идет тщательное изучение прилагаемых инструкций,
прорисовка монтажных схем и распайка всех компонентов.
Спектральная чувствительность фотоприемника, характерная
для кремниевой структуры, имеет максимум в ближней
инфракрасной области  (см.
график) и неплохо подходит для измерения красного
излучения лазерных указок. Микросхема с фотодиодом
очень маленькая по сравнению с фотодиодом ФД-7к
и для ее распайки потребуется паяльник с тонким
жалом.
Берем кусочек оргстекла толщиной 1-1,5 мм и сверлим
отверстия диаметром 1 мм под контакты микросхемы
и выводные провода. Фотодиод с измерительной головкой
рекомендуется соединять экранированным проводом.
Для этого вполне подойдут провода от сломанных наушников
для кассетного плеера или межблочный стереопровод.
Красный провод пускаем на плюс источника питания,
белый - на вход измерительной головки, а экран -
как общий провод (т.е., на минус источника питания).
Припаиваем перемычки между контактами 4-5 и 3-8,
после чего закрываем область распайки второй пластинкой
из оргстекла, заматываем черной изолентой с дырочкой
под светочувствительную площадку и фотоприемник
готов.
С
измерительной головкой придется повозиться подольше.
Дело в том, что она имеет  несколько
пределов измерения, и под каждый нужно самому припаять
свой делитель. Для наших условий (освещение лазерной
указкой) требуется припаять недокументированный
делитель 9,9Мом/1Мом. Сопротивление 9,9 Мом есть
в комплекте головки, а сопротивления 1 Мом - нет.
Но его можно купить в том же "Чип и Дип".
Итак, строго по инструкции припаиваем делитель и
перемычку, задающую положение разделительной запятой
на индикаторе (см. фото).
Осталось сделать отверстие под индикатор и провода
в корпусе, и провести общий  монтаж
(см. фото справа). Тщательно проверяем все распайки,
закрываем фотодиод черной бумагой и включаем блок
питания в сеть. Если не сделано ошибок, прибор покажет
что-то около 0,1-0,15 V. Это темновой ток фотодиода.
Осторожно приоткрываем черную бумагу. Показания
индикатора должны увеличиться. Максимальное показание
индикатора - 20 V. При большей освещенности индикатор
показывает единицу - перегрузка!
Готовый фотоприемник желательно откалибровать в
значениях освещенности. Я это сделал прямым сравнением
со своим измерителем на базе фотодиода ФД-7к и микроамперметра
Ф195. Поставил рядом фотодиод ФД-7к и OPT101, осветил
лазерной указкой с расстояния 0,5 м и сравнил показания.
В результате получил пересчетный коэффициент К:
К
= 4
на
который нужно умножить показания вольтметра, чтобы
сразу получить значение освещенности в мкВт/кв.
см. Например, фотоприемник, положенный на центр
фотопластинки, дает показание 17 вольт. Умножаем
это напряжение на 4 и сразу получаем значение освещенности
E:
E = 17х4 = 68 мкВт/кв.
см
Если
чувствительность пластинки составляет, например,
800 мкДж/кв. см, то время экспонирования T будет
равно:
T
= 800/68 = 12 сек.
Не
мешает проверить линейность измерения освещенности.
Для этого можно использовать кусочек проявленной
фотопластинки ПФГ-03 (она видна на последнем фото).
Как ни удивительно, но нормально проявленная фотопластинка
имеет кратность поглощения света от лазерной указки
k = 1.8, т. е. почти в два раза! Это очень удобный
коэффициент, так как позволяет без расчетов оценить
линейность измерения. Просто закройте фотоприемник
пластинкой и, если показания вольтметра так же упадут
в два раза, значит, все в порядке.
К сожалению, у данного измерителя имеется только
один диапазон измерений. Он вполне подходит для
работы с лазерной указкой. Но для других значений
освещенностей - очень больших или очень слабых,
заданный предел измерения может не подойти. Здесь
есть два выхода - или перепаять делитель с последующей
калибровкой или сделать регулируемый делитель, как
на обычных тестерах. Но тогда, конечно, придется
повозиться с паяльником.
Автор
выражает благодарность Ю. Бородину и С. Копенкину
за помощь в настройке прибора.
|
