JPH1154783A - 光検出器 - Google Patents
光検出器Info
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- JPH1154783A JPH1154783A JP9210824A JP21082497A JPH1154783A JP H1154783 A JPH1154783 A JP H1154783A JP 9210824 A JP9210824 A JP 9210824A JP 21082497 A JP21082497 A JP 21082497A JP H1154783 A JPH1154783 A JP H1154783A
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 42
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 23
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims abstract description 20
- 238000012886 linear function Methods 0.000 claims description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 測定時間を長くすることなくドリフトの影響
を少なくし、測定データに含まれる誤差を減少させて高
い精度のデータを測定する。 【解決手段】 光シャッターによって光検出手段に入力
される光が遮断されている間に演算部がオペアンプのオ
フセット電圧の変化率を測定し、その変化率からオフセ
ット電圧の変化を近似する近似式を作成し、測定データ
から近似式により計算されるオフセット電圧分を差し引
く。
を少なくし、測定データに含まれる誤差を減少させて高
い精度のデータを測定する。 【解決手段】 光シャッターによって光検出手段に入力
される光が遮断されている間に演算部がオペアンプのオ
フセット電圧の変化率を測定し、その変化率からオフセ
ット電圧の変化を近似する近似式を作成し、測定データ
から近似式により計算されるオフセット電圧分を差し引
く。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、受光した光の強度
を測定する光検出器に関する。
を測定する光検出器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の光検出器のブロック図を図3に示
す。
す。
【0003】この従来の光検出器は、光シャッター1
と、フォトダイオード2と、アンプ部3と、A/D変換
器4と、演算装置6と、表示部5と、オペアンプ7と、
異なる抵抗値のn個の抵抗81〜8nと、切替部10とか
ら構成されている。
と、フォトダイオード2と、アンプ部3と、A/D変換
器4と、演算装置6と、表示部5と、オペアンプ7と、
異なる抵抗値のn個の抵抗81〜8nと、切替部10とか
ら構成されている。
【0004】また、切替部10は、n個のスイッチ91
〜9nにより構成され、ゲイン切替信号102により指
定されたスイッチのみが閉状態となることにより特定の
抵抗8 1〜8nのみがオペアンプ7に接続される。
〜9nにより構成され、ゲイン切替信号102により指
定されたスイッチのみが閉状態となることにより特定の
抵抗8 1〜8nのみがオペアンプ7に接続される。
【0005】フォトダイオード2は、受光した光の強度
を信号に変換して出力する。
を信号に変換して出力する。
【0006】オペアンプ7は、フォトダイオード2から
の信号を、抵抗81〜8nのうちの接続されている抵抗の
抵抗値により決定されるゲインにより増幅して出力す
る。
の信号を、抵抗81〜8nのうちの接続されている抵抗の
抵抗値により決定されるゲインにより増幅して出力す
る。
【0007】アンプ部3は、オペアンプ7の出力信号を
一定の増幅率で増幅して出力する。A/D変換器4は、
アンプ部3の出力信号をA/D変換して測定データとし
て出力する。
一定の増幅率で増幅して出力する。A/D変換器4は、
アンプ部3の出力信号をA/D変換して測定データとし
て出力する。
【0008】演算装置6は、光シャッター制御信号10
1により光シャッターのオン(通過)/オフ(遮光)を
制御するとともにA/D変換器4から出力された測定デ
ータがある一定の範囲に収まるようにゲイン切替信号1
02によりオペアンプ7のゲインを切り替え、測定した
A/D変換器4からの測定データを表示部5に表示させ
る。
1により光シャッターのオン(通過)/オフ(遮光)を
制御するとともにA/D変換器4から出力された測定デ
ータがある一定の範囲に収まるようにゲイン切替信号1
02によりオペアンプ7のゲインを切り替え、測定した
A/D変換器4からの測定データを表示部5に表示させ
る。
【0009】表示部5は、演算装置6からの指示により
測定したデータを表示する。
測定したデータを表示する。
【0010】次に、この従来の光検出器の動作について
説明する。
説明する。
【0011】先ず、演算装置6は、光シャッター制御信
号101により光シャッター1をオンとし、光強度の測
定を開始する。そして、オペアンプ7、アンプ部3、A
/D変換器4を介して光の強度の測定データが演算装置
6に入力される。そして、演算装置6では、入力された
データがある一定の範囲に収まらない場合、ゲイン切替
信号102により切替部10のスイッチ91〜9nを制御
することによりオペアンプ7のゲインを切り替える。こ
のゲインを切り替える際およびその後一定時間は、演算
装置6は光シャッター制御信号101により光シャッタ
ー1をオフ(遮光)とし、この時のA/D変換器4から
のデータをオペアンプ7のオフセット電圧として測定す
る。
号101により光シャッター1をオンとし、光強度の測
定を開始する。そして、オペアンプ7、アンプ部3、A
/D変換器4を介して光の強度の測定データが演算装置
6に入力される。そして、演算装置6では、入力された
データがある一定の範囲に収まらない場合、ゲイン切替
信号102により切替部10のスイッチ91〜9nを制御
することによりオペアンプ7のゲインを切り替える。こ
のゲインを切り替える際およびその後一定時間は、演算
装置6は光シャッター制御信号101により光シャッタ
ー1をオフ(遮光)とし、この時のA/D変換器4から
のデータをオペアンプ7のオフセット電圧として測定す
る。
【0012】オフセット電圧とは、オペアンプにおいて
入力がゼロの時に出力に現れる電圧のことである。
入力がゼロの時に出力に現れる電圧のことである。
【0013】そして、演算装置6は、光シャッター制御
信号101により光シャッター1をオンとし光の強度を
測定し、その測定値から先程測定したオフセット電圧分
を差し引いた量を光の実際の強度として表示部5に表示
をさせる。
信号101により光シャッター1をオンとし光の強度を
測定し、その測定値から先程測定したオフセット電圧分
を差し引いた量を光の実際の強度として表示部5に表示
をさせる。
【0014】この動作を図4を用いて説明する。図4
(a)は、A/D変換器4から出力された測定データの
測定時間に対する変化をグラフにしたものであり、図4
(b)は演算装置6において図4の測定データからオフ
セット電圧分を差し引いた後のデータの測定時間に対す
る変化をグラフにしたものである。
(a)は、A/D変換器4から出力された測定データの
測定時間に対する変化をグラフにしたものであり、図4
(b)は演算装置6において図4の測定データからオフ
セット電圧分を差し引いた後のデータの測定時間に対す
る変化をグラフにしたものである。
【0015】図4(a)では、光シャッターオフの期間
に測定されたデータは、オペアンプのオフセット電圧を
示しており、このオフセット電圧分を測定データから差
し引くことにより図4(b)に示されるような実際のデ
ータを得ることができる。ここで、光シャッターオフの
期間は、表示すべき測定データがないため表示部5にお
いては表示停止期間となる。
に測定されたデータは、オペアンプのオフセット電圧を
示しており、このオフセット電圧分を測定データから差
し引くことにより図4(b)に示されるような実際のデ
ータを得ることができる。ここで、光シャッターオフの
期間は、表示すべき測定データがないため表示部5にお
いては表示停止期間となる。
【0016】しかし、オペアンプのドリフト量は、オペ
アンプにより異なるとともに温度により変化する。その
ため、オフセット電圧を測定した時のオペアンプの温度
と、実際に光の強度を測定した時のオペアンプの温度が
微妙に異なると、オペアンプのオフセット電圧はドリフ
トすることにより変化し、測定されたデータには誤差が
含まれることとなる。
アンプにより異なるとともに温度により変化する。その
ため、オフセット電圧を測定した時のオペアンプの温度
と、実際に光の強度を測定した時のオペアンプの温度が
微妙に異なると、オペアンプのオフセット電圧はドリフ
トすることにより変化し、測定されたデータには誤差が
含まれることとなる。
【0017】このオフセット電圧がドリフトする場合の
測定データを図5を用いて説明する。
測定データを図5を用いて説明する。
【0018】先ず図5(a)において、光シャッターオ
フの期間においてオフセット量はドリフトするため、そ
の期間における平均値を測定する。そして、図5(a)
の測定データからそのオフセット電圧の平均値を差し引
いて図5(b)に示されるようなデータが得られる。し
かし、オフセット電圧を測定した後でもオフセット電圧
はドリフトするため得られたデータには誤差が含まれる
こととなる。
フの期間においてオフセット量はドリフトするため、そ
の期間における平均値を測定する。そして、図5(a)
の測定データからそのオフセット電圧の平均値を差し引
いて図5(b)に示されるようなデータが得られる。し
かし、オフセット電圧を測定した後でもオフセット電圧
はドリフトするため得られたデータには誤差が含まれる
こととなる。
【0019】但し、オペアンプのオフセット電圧の温度
ドリフトは、一定時間後には変化しなくなるため、シャ
ッターオフの時間を長くしてドリフトが安定してからオ
フセット電圧を測定すればドリフトの影響を取り除いた
オフセット電圧を得ることができるしかし、その期間は
測定を停止しなければならないため表示部5における表
示を停止しなければならない。
ドリフトは、一定時間後には変化しなくなるため、シャ
ッターオフの時間を長くしてドリフトが安定してからオ
フセット電圧を測定すればドリフトの影響を取り除いた
オフセット電圧を得ることができるしかし、その期間は
測定を停止しなければならないため表示部5における表
示を停止しなければならない。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の光検出
器では、ドリフトの影響を取り除いたオフセット電圧を
得るためには、シャッターオフの時間を長くしてドリフ
トが安定してからオフセット電圧を測定しなけらばなら
す、その期間は測定を停止しなければならない。本発明
の目的は、オペアンプのオフセット電圧の測定時間を長
くすることなくドリフトの影響を少なくし、高い精度の
データを測定することができる光検出器を提供すること
である。
器では、ドリフトの影響を取り除いたオフセット電圧を
得るためには、シャッターオフの時間を長くしてドリフ
トが安定してからオフセット電圧を測定しなけらばなら
す、その期間は測定を停止しなければならない。本発明
の目的は、オペアンプのオフセット電圧の測定時間を長
くすることなくドリフトの影響を少なくし、高い精度の
データを測定することができる光検出器を提供すること
である。
【0021】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光検出器は、受光した光の強度を信号に変
換する光検出手段と、前記光検出手段に入力される光を
遮断することのできる光シャッターと、前記光検出手段
から出力された信号を増幅するオペアンプと、前記オペ
アンプによって増幅された信号をA/D変換し測定デー
タとして出力するA/D変換器と、前記光シャッターに
よって前記光検出手段に入力される光が遮断されている
際に前記A/D変換器から出力される測定データから前
記オペアンプのオフセット電圧を測定し、前記測定デー
タから前記オフセット電圧分を差し引いて新たな測定デ
ータとする演算部とを有する光検出器において、前記演
算部は、前記光シャッターによって前記光検出手段に入
力される光が遮断されている際に前記オフセット電圧の
変化率を測定し、該変化率からオフセット電圧の時間に
対する変化を近似する近似式を作成し、前記測定データ
から前記近似式により計算されるオフセット電圧を差し
引いて新たな測定データとすることを特徴とする。
に、本発明の光検出器は、受光した光の強度を信号に変
換する光検出手段と、前記光検出手段に入力される光を
遮断することのできる光シャッターと、前記光検出手段
から出力された信号を増幅するオペアンプと、前記オペ
アンプによって増幅された信号をA/D変換し測定デー
タとして出力するA/D変換器と、前記光シャッターに
よって前記光検出手段に入力される光が遮断されている
際に前記A/D変換器から出力される測定データから前
記オペアンプのオフセット電圧を測定し、前記測定デー
タから前記オフセット電圧分を差し引いて新たな測定デ
ータとする演算部とを有する光検出器において、前記演
算部は、前記光シャッターによって前記光検出手段に入
力される光が遮断されている際に前記オフセット電圧の
変化率を測定し、該変化率からオフセット電圧の時間に
対する変化を近似する近似式を作成し、前記測定データ
から前記近似式により計算されるオフセット電圧を差し
引いて新たな測定データとすることを特徴とする。
【0022】本発明は、光シャッターによって光検出手
段に入力される光が遮断されている間に演算部がオペア
ンプのオフセット電圧の変化率を測定し、その変化率か
らオフセット電圧の変化を近似する近似式を作成し、測
定データから近似式により計算されるオフセット電圧分
を差し引くようにしたものである。
段に入力される光が遮断されている間に演算部がオペア
ンプのオフセット電圧の変化率を測定し、その変化率か
らオフセット電圧の変化を近似する近似式を作成し、測
定データから近似式により計算されるオフセット電圧分
を差し引くようにしたものである。
【0023】したがって、測定時間を長くすることなく
ドリフトの影響を少なくし、測定データに含まれる誤差
を減少させて高い精度のデータを測定することができ
る。
ドリフトの影響を少なくし、測定データに含まれる誤差
を減少させて高い精度のデータを測定することができ
る。
【0024】本発明の実施態様によれば、前記近似式が
1次関数である。
1次関数である。
【0025】また、本発明の他の実施態様によれば、前
記近似式が指数関数である。
記近似式が指数関数である。
【0026】本発明は、近似式を指数関数を用いて現し
ているので、1次関数等と比べると近似式が複雑となる
が、実際のオペアンプのオフセット電圧のドリフトによ
り近い近似を行うことができ、測定データに含まれる誤
差をさらに減少させることができる。
ているので、1次関数等と比べると近似式が複雑となる
が、実際のオペアンプのオフセット電圧のドリフトによ
り近い近似を行うことができ、測定データに含まれる誤
差をさらに減少させることができる。
【0027】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して詳細に説明する。
図面を参照して詳細に説明する。
【0028】(第1の実施形態)本実施形態の光検出器
は、光シャッターをオフしている間に測定したオペアン
プのオフセット電圧のドリフトを検出し、その変化率か
らその後のオフセット電圧の変化を予想した近似式を作
成し、測定したデータからこの近似式により予想される
オフセット量を差し引いて表示する。
は、光シャッターをオフしている間に測定したオペアン
プのオフセット電圧のドリフトを検出し、その変化率か
らその後のオフセット電圧の変化を予想した近似式を作
成し、測定したデータからこの近似式により予想される
オフセット量を差し引いて表示する。
【0029】この、近似式を下記の式(1)、(2)に
示す。ここで、Yはオペアンプ7のオフセット電圧を示
し、tは測定時間を示し、A、kはドリフトにより決定
される係数を示し、Bはドリフトが安定した時のオフセ
ット電圧を示す。
示す。ここで、Yはオペアンプ7のオフセット電圧を示
し、tは測定時間を示し、A、kはドリフトにより決定
される係数を示し、Bはドリフトが安定した時のオフセ
ット電圧を示す。
【0030】 Y=kt+A (t≦t1) (1) Y=B (t>t1) (2) この1次関数の近似式を用いた近似値線と実際のオペア
ンプのオフセット電圧のドリフト曲線を図1に示す。こ
の図において実線は、オペアンプのオフセット電圧のド
リフト曲線を示し、破線は近似値線を示している。
ンプのオフセット電圧のドリフト曲線を図1に示す。こ
の図において実線は、オペアンプのオフセット電圧のド
リフト曲線を示し、破線は近似値線を示している。
【0031】そして、この近似式を用いて測定を行った
場合の光強度の測定データを図2に示す。ここで、図2
(a)は、オフセットを差し引く前の測定データであ
り、図2(b)は、オフセットセットを差し引いた後の
測定データである。
場合の光強度の測定データを図2に示す。ここで、図2
(a)は、オフセットを差し引く前の測定データであ
り、図2(b)は、オフセットセットを差し引いた後の
測定データである。
【0032】従来の光検出器を用いた場合の図5(b)
の測定データと、本実施形態の光検出器を用いた場合の
図2(b)の図を比較すれば測定データに含まれる誤差
が減少していることがわかる。
の測定データと、本実施形態の光検出器を用いた場合の
図2(b)の図を比較すれば測定データに含まれる誤差
が減少していることがわかる。
【0033】(第2の実施形態)上記第1の実施形態で
は、1次関数を用いてドリフト量を近似したが、本実施
形態では下記の式(3)のような指数関数を用いてドリ
フト量を近似する。ここで、Yはオペアンプのオフセッ
ト電圧を示し、tは測定時間を示し、C、kはドリフト
により決定される係数を示す。
は、1次関数を用いてドリフト量を近似したが、本実施
形態では下記の式(3)のような指数関数を用いてドリ
フト量を近似する。ここで、Yはオペアンプのオフセッ
ト電圧を示し、tは測定時間を示し、C、kはドリフト
により決定される係数を示す。
【0034】Y=C(1−e-kt) (3) 本実施形態は、上記第1の実施形態よりも近似式が複雑
となるが、実際のオペアンプのオフセット電圧のドリフ
トにより近い近似を行うことができ、測定データに含ま
れる誤差をさらに減少させることができる。
となるが、実際のオペアンプのオフセット電圧のドリフ
トにより近い近似を行うことができ、測定データに含ま
れる誤差をさらに減少させることができる。
【0035】また、上記第1の実施形態では1次関数、
上記第2の実施形態では指数関数を用いてオフセット電
圧のドリフトの近似を行ったが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、他の数式を用いてドリフトを近似す
るようにしてもよい。
上記第2の実施形態では指数関数を用いてオフセット電
圧のドリフトの近似を行ったが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、他の数式を用いてドリフトを近似す
るようにしてもよい。
【0036】また、上記第1および第2の実施形態で
は、フォトダイオードを用いて光の強度を測定したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、他の手段によ
り光の強度を検出するものにも適用することができる。
は、フォトダイオードを用いて光の強度を測定したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、他の手段によ
り光の強度を検出するものにも適用することができる。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、オペア
ンプのオフセット電圧のドリフトを近似式を用いて予測
することにより、測定時間を長くすることなくドリフト
の影響を少なくし、測定データに含まれる誤差を減少さ
せて高い精度のデータを測定することができるという効
果を有する。
ンプのオフセット電圧のドリフトを近似式を用いて予測
することにより、測定時間を長くすることなくドリフト
の影響を少なくし、測定データに含まれる誤差を減少さ
せて高い精度のデータを測定することができるという効
果を有する。
【図1】本発明の第1の実施形態の光検出器を説明する
ためのブロック図である。
ためのブロック図である。
【図2】図1の光検出器を用いた場合のオフセット電圧
分を差し引く前の測定データ(図2(a))およびオフ
セット電圧分を差し引いた後の測定データ(図2
(b))を示した図である。
分を差し引く前の測定データ(図2(a))およびオフ
セット電圧分を差し引いた後の測定データ(図2
(b))を示した図である。
【図3】従来の光検出器の構成を示したブロック図であ
る。
る。
【図4】従来の光検出器を用いて、オペアンプのオフセ
ット電圧にドリフトが無い場合のオフセット電圧分を差
し引く前の測定データ(図4(a))およびオフセット
電圧分を差し引いた後の測定データ(図4(b))を示
した図である。
ット電圧にドリフトが無い場合のオフセット電圧分を差
し引く前の測定データ(図4(a))およびオフセット
電圧分を差し引いた後の測定データ(図4(b))を示
した図である。
【図5】従来の光検出器を用いて、オペアンプのオフセ
ット電圧にドリフトが有る場合のオフセット電圧分を差
し引く前の測定データ(図5(a))およびオフセット
電圧分を差し引いた後の測定データ(図5(b))を示
した図である。
ット電圧にドリフトが有る場合のオフセット電圧分を差
し引く前の測定データ(図5(a))およびオフセット
電圧分を差し引いた後の測定データ(図5(b))を示
した図である。
1 光シャッター 2 フォトダイオード 3 アンプ部 4 A/D変換器 5 表示部 6 演算装置 7 オペアンプ 81〜8n 抵抗 91〜9n スイッチ 10 切替部 101 光シャッター制御信号 102 ゲイン切替信号
Claims (3)
- 【請求項1】 受光した光の強度を信号に変換する光検
出手段と、 前記光検出手段に入力される光を遮断することのできる
光シャッターと、 前記光検出手段から出力された信号を増幅するオペアン
プと、 前記オペアンプによって増幅された信号をA/D変換し
測定データとして出力するA/D変換器と、 前記光シャッターによって前記光検出手段に入力される
光が遮断されている際に前記A/D変換器から出力され
る測定データから前記オペアンプのオフセット電圧を測
定し、前記測定データから前記オフセット電圧分を差し
引いて新たな測定データとする演算部とを有する光検出
器において、 前記演算部は、前記光シャッターによって前記光検出手
段に入力される光が遮断されている際に前記オフセット
電圧の変化率を測定し、該変化率からオフセット電圧の
時間に対する変化を近似する近似式を作成し、前記測定
データから前記近似式により計算されるオフセット電圧
を差し引いて新たな測定データとすることを特徴とする
光検出器。 - 【請求項2】 前記近似式が1次関数である請求項1記
載の光検出器。 - 【請求項3】 前記近似式が指数関数である請求項1記
載の光検出器。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9210824A JPH1154783A (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | 光検出器 |
| US09/126,781 US5969809A (en) | 1997-08-04 | 1998-07-31 | Light-measuring device for accurate and continuous measurement of light intensity |
| DE19835130A DE19835130C2 (de) | 1997-08-04 | 1998-08-04 | Licht-Meßeinrichtung zur genauen und kontinuierlichen Messung von Lichtintensität |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9210824A JPH1154783A (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | 光検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1154783A true JPH1154783A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=16595734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9210824A Withdrawn JPH1154783A (ja) | 1997-08-04 | 1997-08-05 | 光検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1154783A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012088318A (ja) * | 2010-10-21 | 2012-05-10 | Tektronix Inc | 電流データ・サンプル補正方法及び装置 |
-
1997
- 1997-08-05 JP JP9210824A patent/JPH1154783A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012088318A (ja) * | 2010-10-21 | 2012-05-10 | Tektronix Inc | 電流データ・サンプル補正方法及び装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040305 |
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| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20060907 |