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照度計(jì)的測(cè)試原理和方法

照度計(jì)的測(cè)試原理和方法
  1.照度的測(cè)試原理
  照度是受照平面上接受的光通量的面密度。照度計(jì)是用于量測(cè)被照面上的光照度的儀器,是光照度量測(cè)中用得*多的儀器之一。
  2.照度計(jì)的結(jié)構(gòu)原理
  照度計(jì)由光度頭(又稱受光探頭,包括接收器、V(λ)對(duì)濾光器、余弦修正器)和讀數(shù)顯示器兩部分組成。其結(jié)構(gòu)見圖1。
  圖1 照度計(jì)的結(jié)構(gòu)原理圖
  四、量測(cè)步驟和方法
  在運(yùn)作房間內(nèi),應(yīng)該在每個(gè)運(yùn)作地點(diǎn)(如書桌、運(yùn)作臺(tái))量測(cè)照度,然后加以平均。對(duì)于沒有確定運(yùn)作地點(diǎn)的空房間或非運(yùn)作房間,如果單用一般照明,通常選 0.8m 高的水平面量測(cè)照度。將量測(cè)區(qū)域劃分成大小相等的方格(或接近方形),量測(cè)每個(gè)方格中心的照度Ei,其平均照度等于各點(diǎn)照度的平均值,即
  式中 Eav ——量測(cè)區(qū)域的平均照度,lx;
  Ei ——每個(gè)量測(cè)網(wǎng)格中心的照度,lx;
  N ——測(cè)點(diǎn)數(shù)。
  照度均勻度是指規(guī)定表層上的*小照度與平均照度之比,即:
  式中 Emin ——指所測(cè)表層上的*小照度,lx。
  本實(shí)驗(yàn)中,可以房間所布置的測(cè)點(diǎn)面為指定表層,*小照度可認(rèn)為所測(cè)點(diǎn)中的*小照度值。
  量測(cè)房間每個(gè)方格的邊長(zhǎng)為lm,大房間可
  式中 Eav ——量測(cè)區(qū)域的平均照度,lx;
  Ei ——每個(gè)量測(cè)網(wǎng)格中心的照度,lx;
  N ——測(cè)點(diǎn)數(shù)。
  照度均勻度是指規(guī)定表層上的*小照度與平均照度之比,即:
  式中 Emin ——指所測(cè)表層上的*小照度,lx。
  本實(shí)驗(yàn)中,可以房間所布置的測(cè)點(diǎn)面為指定表層,*小照度可認(rèn)為所測(cè)點(diǎn)中的*小照度值。
  量測(cè)房間每個(gè)方格的邊長(zhǎng)為lm,大房間可取2 -4 m 。走道、樓梯等狹長(zhǎng)的交通地段沿長(zhǎng)度方向中心線布置測(cè)點(diǎn),間距1 -2 m ;量測(cè)平面為地平面或地面以上 150mm 水平面。
  測(cè)點(diǎn)數(shù)目越多,得到的平均照度值越**,不過也要花費(fèi)更多的時(shí)間和精力。如果Eav的允許量測(cè)誤差為±10%,可以用根據(jù)室形指數(shù)選擇*少測(cè)點(diǎn)的辦法減少運(yùn)作量,兩者的關(guān)系列于表1。若燈具數(shù)與表給出的測(cè)點(diǎn)數(shù)恰好相等,則必須增加測(cè)點(diǎn)。
  表1 室形指數(shù)與測(cè)點(diǎn)數(shù)的關(guān)系
  室形指數(shù)Kr *少測(cè)點(diǎn)數(shù) 室形指數(shù)Kr *少測(cè)點(diǎn)數(shù)
 ?。? 4 2~3 16
  1~2 9 ≥3 25
  式中L、W為房間的長(zhǎng)和寬,hr為由燈具至量測(cè)平面的高度。
  當(dāng)以局部照明補(bǔ)充一般照明時(shí),要按人的正常運(yùn)作位置來量測(cè)運(yùn)作點(diǎn)的照度,將照度計(jì)的光電池置于運(yùn)作面上或進(jìn)行視覺作業(yè)的操作表層上。
  一個(gè)理想的照度計(jì)應(yīng)該具有下列條件:
  ● 體積小、重量輕 (Compact Size、Light Weight)
  照度計(jì)使用的機(jī)會(huì)非常廣泛,運(yùn)用的時(shí)機(jī)也常在不同的場(chǎng)所,所以可攜帶式體樍小、重量輕為照度計(jì)的**先決條件。
  ● 準(zhǔn)確度﹝Accuracy﹞
  照度計(jì)的良莠與否,和它的準(zhǔn)確度有**的關(guān)系。當(dāng)然也和它的價(jià)格息息相關(guān),因此以合理的價(jià)格買個(gè)準(zhǔn)確度較高的照度計(jì)實(shí)有必要,一般以誤差不超過±15%為宜。
  ● 色彩補(bǔ)償 ﹝Color Compensation﹞
  光源的種類包羅萬象,有些偏重波長(zhǎng)較長(zhǎng)的的紅色系高壓燈 ,或波長(zhǎng)較短藍(lán)紫色系如Daylight日光燈;也有分布比較平均的如白熾燈泡系列,同一照度計(jì)對(duì)不同的波長(zhǎng)其靈敏度可能略有不同,故適度的補(bǔ)償屬必要。
  ● 余弦補(bǔ)償﹝Cosine Compensation﹞
  大家都知道,受照面的亮度與光源的入射角度有關(guān)。相同的道理,在用照度計(jì)做量測(cè)時(shí),感應(yīng)器﹝Sensor﹞與光源入射角度自然會(huì)對(duì)照度計(jì)的讀值有影響。所以一個(gè)好的照度計(jì)是否有余弦補(bǔ)償?shù)墓δ軐?shí)在不可忽略。
  
  概述
  照度計(jì)(或稱勒克斯計(jì))是一種專門量測(cè)光度、亮度的儀器儀表。就是量測(cè)光照強(qiáng)度(照度) 是物體被照明的程度,也即物體表層所得到的光通量與被照面積之比。照度計(jì)通常是由硒光電池或硅光電池和微安表組成,見圖。
  照度計(jì)量測(cè)原理:
  光電池是把光能直接轉(zhuǎn)換成電能的光電元件。當(dāng)光線射到硒光電池表層時(shí),入射光透過金屬薄膜4到達(dá)半導(dǎo)體硒層2和金屬薄膜4的分界面上,在界面上產(chǎn)生光電效應(yīng)。產(chǎn)生電位差的大小與光電池受光表層上的照度有一定的比例關(guān)系。這時(shí)如果接上外電路,就會(huì)有電流通過,電流值從以勒克斯(Lx)為刻度的微安表上指示出來。光電流的大小取決于入射光的強(qiáng)弱和回路中的電阻。照度計(jì)有變檔裝置,因此可以測(cè)高照度,也可以測(cè)低照度。
  照度計(jì)的種類:
  1.目視照度計(jì):使用不便,精度不高,很少使用
  2.光電照度計(jì):常用硒光電池照度計(jì)和硅光電池照度計(jì)
  光電池照度計(jì)的組成與使用要求:
  1.組成:微安表、換擋旋紐、零點(diǎn)調(diào)節(jié)、接線柱、光電池、V(λ)修正濾光器等組成。
  常用硒(Se)光電池或硅(Si)光電池照度計(jì),又稱勒克斯表
  2.使用要求:
  ①光電池應(yīng)用直線性好的硒(Se)光電池或硅(Si)光電池;長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)作仍能保持良好的穩(wěn)定性,且靈敏度高;高E時(shí)選用高內(nèi)阻的光電池,其靈敏度低而線性好,受強(qiáng)光照射不易受損
 ?、趦?nèi)付有V(λ)修正濾光片,適宜用異色溫光源的照度,誤差小
  ③光電池前加一塊余弦角度補(bǔ)償器(乳白玻璃或白色塑料)原因是入射角大時(shí),光電池偏離余弦定則
 ?、苷斩扔?jì)應(yīng)運(yùn)作在室溫或接近室溫下(光電池漂移隨溫度改變而發(fā)生改變)
  照度計(jì)的定標(biāo):
  定標(biāo)原理:
  使Ls垂直照射光電池→ E=I/r2,改變r(jià)可得不同照度下的光電流值,由E與i的對(duì)應(yīng)關(guān)系將電流刻度轉(zhuǎn)換為照度刻度。
  定標(biāo)方法:
  利用光強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)燈,在近似點(diǎn)光源的運(yùn)作距離下,改變光電池與標(biāo)準(zhǔn)燈的距離l,記錄下各個(gè)距離下的電流計(jì)的讀數(shù),由距離平方反比定律E=I/r2計(jì)算光照度E,由此可以得到一系列不同照度的光電流值i,作光電流i與照度E的變化曲線,即為照度計(jì)的定標(biāo)曲線由此可對(duì)照度計(jì)表盤進(jìn)行分度即為照度計(jì)的定標(biāo)。
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