Самодельный фотоэкспонометр на транзисторах

Измерение освещённости в приборах для определения выдержки может производиться различными светочувствительным датчиками. Определённые преимущества даёт использование вакуумных фотоэлементов. Отличительной особенностью их является наличие линейной зависимости между световым потоком, падающим на фотоэлемент, и током, проходящим через него. Величина фототока не зависит от питающего напряжения и определяется лишь освещённостью и чувствительностью фотоэлемента. Благодаря этому напряжение, выделяемое на нагрузочном сопротивлении, прямо пропорционально величине освещённости, что значительно облегчает расчёт и градуировку экспонометров.

Однако чувствительность вакуумных фотоэлементов весьма невысока. Это вынуждает использовать в нагрузках сопротивления до 50-100 Мом, а измерения производить с помощью специальных усилительных схем.

В практических конструкциях фотоэкспонометров применяются полупроводниковые фотоэлементы.

Экспонометры, имеющиеся в продаже, очень удобны. Каждый из них содержит чувствительный прибор магнитоэлектрической системы и фотоэлемент с большой рабочей поверхностью. На зажимах фотоэлемента образуется электродвижущая сила, величина которой пропорциональна количеству падающей на него световой энергии. Чем выше освещённость снимаемого объекта, тем больше отклоняется стрелка прибора, подключённого к фотоэлементу. На шкале прибора имеются соответствующие деления, и его стрелка указывает время экспозиции.

Для самостоятельного изготовления такого экспонометра необходимо приобрести чувствительный измерительный прибор и фотоэлемент, что не всегда возможно. Поэтому легче изготовить фотоэкспонометр, использовав два транзистора, батарею напряжением 4,5 В для карманного фонаря и дешёвый стрелочный приборчик.

Упрощённая схема фотоэкспонометра на транзисторах

Рис. 1. Схема, поясняющая принцип действия фотоэкспонометра на транзисторах.

Схема, поясняющая принцип действия такого фотоэкспонометра, изображена на рис. 1. Он состоит всего из двух транзисторов, двух сопротивлений и батареи питания. Транзистор Т1 является элементом, реагирующим на изменение освещённости (фототранзистор). Для этой цели можно взять любой плоскостной транзистор типа П6, П13 и т. п. При отсутствии света сопротивления между коллектором, эмиттером и базой имеют определённые значения. Как только свет попадает на кристалл германия, сопротивление коллекторного перехода резко изменяется. Это свойство фототранзистора (устройство его показано на рис. 2) и позволяет построить фотоэкспонометр. Верхняя крышка обычного транзистора опилена и заменена прозрачной накладкой из матового органического стекла. Это сделано для защиты от влаги, механических повреждений и лучшего рассеяния света. Для обеспечения герметичности накладку-колпачок из органического стекла - приклеивают к корпусу транзистора или заливают воском или парафином.

Самодельный фототранзистор

Рис. 2. Фототранзистор.

При отсутствии света сопротивление переходов фототранзистора измеряется десятками килоом, а сопротивление R1 подобрано так, что транзистор Т2 открыт. Через нагрузку Rн протекает полный ток. При попадании света на фототранзистор ток начинает протекать через него. Сопротивление его переходов уменьшается. Напряжение на базе транзистора Т2 понижается, он запирается, а нагрузка обесточивается.

В зависимости от освещённости фототранзистора ток в нагрузке изменяется. Если вместо сопротивления нагрузки Rн в цепь коллектора усилительного транзистора Т2 включить стрелочный прибор, то отклонение его стрелки будет пропорционально освещённости переходов фототранзистора.

При отсутствии света через фототранзистор протекает темновой ток, а стрелка миллиамперметра, включённого в коллекторную цепь транзистора Т1 полностью отклоняется. При появлении света стрелка отклоняется меньше, регистрируя ток, соответствующий интенсивности освещения.

Принципиальная схема фотоэкспонометра

Рис. 3. Схема фотоэкспонометра для съёмки.

Полная схема рассматриваемого фотоэкспонометра приведена на рис. 3. Сопротивление R2 служит для установки «нуля» - максимального тока через прибор, меняющегося по мере использования батареи. В схеме применён миллиамперметр с током полного отклонения стрелки 5 мА. Фотоэкспонометр питается от батареи типа КБС-Л-0,5 или от двух-трёх батарей типа ФБС-0,25. Максимальный расход питания 5-6 мА. Шкалу прибора следует отградуировать либо в относительных фотометрических величинах, либо в абсолютных, если есть стандартный источник света.

Градуировка шкалы в относительных единицах производится методом изменения расстояния экспонометра от источника света. Освещённость определяется по формуле

E = K/L2

где K - величина, зависящая от яркости источника света; L - расстояние поверхности от источника света. Открытая (без рефлекторов и абажура) лампа накаливания мощностью 100-150 Вт устанавливается неподвижно. Пластину фототранзистора закрывают плотным непросвечивающимся материалом и устанавливают прибор на нуль. Затем экспонометр удаляют от лампы на такое расстояние L1, при котором стрелка прибора займёт крайнее правое положение. После этого экспонометр приближают к лампе на расстояние L2 = L1/√2; L3 = L1/√3 и. т. д., отмечая на шкале положение стрелки. Таким образом, на шкале отмечают выдержки 2-ю, 3-ю, и 4-ю и т. д. большие первой соответственно в 2, 3, 4 и т. д. раз.

Из книги "Электроника для фотолюбителя", Э.П.Борноволоков, Л.И.Светлаков, 1963 год.

Узнать экспозицию также можно с помощью определителя выдержек при дневном свете.

BACK