Принципи вимірювання, типи та калібрування вимірювачів освітленості
1. Принцип вимірювання освітленості:
Фотоелектричні елементи - це фотоелектричні компоненти, які безпосередньо перетворюють світлову енергію в електричну. Коли світло потрапляє на поверхню селенового фотоелектричного елемента, падаюче світло проходить через металеву тонку плівку 4 і досягає поверхні розділу між напівпровідниковим шаром селену 2 і металевою тонкою плівкою 4, створюючи фотоелектричний ефект на поверхні розділу. Величина створюваної різниці потенціалів має певну пропорційну залежність від освітленості світлоприймальної поверхні фотоелемента. У цей час, якщо підключено зовнішнє коло, буде протікати струм, і значення струму буде вказано на мікроамперметрі з люксами (Lx) як шкалою. Величина фотоструму залежить від інтенсивності падаючого світла і опору в колі. Вимірювач освітленості має пересувний пристрій, тому він може вимірювати високу або низьку освітленість. Типи вимірювачів освітленості: 1. Візуальний вимірювач освітленості: незручний у використанні, низька точність, рідко використовується 2. Фотоелектричний вимірювач освітленості: зазвичай використовуються вимірювачі освітленості на селенових фотоелементах і вимірювачі освітленості на кремнієвих фотоелементах.
2. Види вимірювачів освітленості:
1. Візуальний вимірювач освітленості: незручний у використанні, низька точність, використовується рідко
2. Фотоелектричний вимірювач освітленості: широко використовуваний вимірювач освітленості фотоелементів селену та вимірювач освітленості кремнієвих фотоелементів
Вимоги до складу та використання фотоелектричного вимірювача освітленості:
1. Склад: мікроамперметр, ручка перемикання передач, регулювання нульової точки, клема, фотоелемент, коригувальний фільтр V(λ) тощо.
Зазвичай використовуваний селеновий (Se) фотоелемент або кремнієвий (Si) фотоелемент вимірювач освітленості, також відомий як люксметр
2. Вимоги до застосування:
① Фотоелементи використовують селенові (Se) фотоелементи або кремнієві (Si) фотоелементи з хорошою лінійністю; вони все ще можуть зберігати хорошу стабільність після тривалої роботи та мають високу чутливість; коли E є високим, вибирайте фотоелементи з високим внутрішнім опором, які мають низьку чутливість і гарну лінійність, які не легко пошкодити під дією сильного світла
② Всередині є коригувальний фільтр V(λ), який підходить для освітлення джерел світла з різними колірними температурами, і похибка невелика
③Додайте компенсатор кута косинуса (опалесцентне скло або білий пластик) перед фотоелементом, тому що коли кут падіння великий, фотоелемент відхиляється від правила косинуса.
④ Вимірювач освітленості має працювати за кімнатної температури або близької до кімнатної (дрейф фотоелемента змінюється з температурою)
3. Калібрування вимірювача освітленості:
Принцип калібрування:
Нехай Ls вертикально опромінює фотоелемент → E=I/r2, змінює r, щоб отримати значення фотоструму при іншій освітленості, і перетворює поточну шкалу в шкалу освітленості відповідно до відповідного співвідношення між E та i.
Метод калібрування:
Використовуючи еталонну лампу сили світла, під робочою відстанню приблизного точкового джерела світла змініть відстань l між фотоелементом і еталонною лампою, запишіть показання амперметра на кожній відстані та обчисліть освітленість E за законом обернених квадратів відстані E=I/r2, а потім обчисліть освітленість E за допомогою. Це може отримати ряд значень фотоструму i з різною освітленістю та створити криву зміни фотоструму i та освітленості E, яка є калібрувальною кривою вимірювач освітленості. Виходячи з цього, калібрування вимірювача освітленості можна виконати, розділивши циферблат вимірювача освітленості.
Фактори, що впливають на калібрувальну криву:
Фотоелемент і гальванометр потребують повторного калібрування при їх заміні; вимірювач освітленості слід повторно відкалібрувати після періоду використання (зазвичай 1-2 разів протягом року); високоточний вимірювач освітленості можна відкалібрувати за допомогою стандартної лампи інтенсивності світла; Діапазон калібрування вимірювача освітленості можна змінити на відстані r, а також можна вибрати різні стандартні лампи та вибрати амперметр малого діапазону.
