Типи вимірювачів освітленості та ідеї вимірювання
Типи та принципи вимірювання вимірювачів освітленості Вимірювачі освітленості (або люксметри) — це прилади, які спеціалізуються на вимірюванні освітленості та яскравості. Саме для вимірювання сили світла (освітленості) розуміється ступінь освітленості об'єкта, тобто відношення світлового потоку, отриманого на поверхні об'єкта, до освітленої площі. Вимірювач освітленості зазвичай складається з селенового або кремнієвого фотоелемента та мікроамперметра.
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 крізь 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.
Види люксметрів:
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 можуть зберігати хорошу стійкість після тривалої роботи і 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)
Калібрування люксметра:
Нехай Ls опромінює фотоелемент вертикально → E=I/r2, змінює r, щоб отримати значення фотоструму при іншій освітленості, і перетворює поточну шкалу в шкалу освітленості за допомогою відповідного співвідношення між E та i.
Метод калібрування: використовуйте стандартну лампу інтенсивності світла, на робочій відстані приблизного точкового джерела світла змініть відстань l між фотоелементом і стандартною лампою, запишіть показання амперметра на кожній відстані та обчисліть за законом обернених квадратів відстані E=I/r2 Освітленість E, з якої можна отримати ряд значень фотоструму i з різною освітленістю, а крива зміни фотоструму i та освітленості E є калібрувальною кривою вимірювача освітленості. З цього циферблат вимірювача освітленості можна розділити на вимірювачі освітленості. Калібрування
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.
