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专门用于测量光度、亮度的仪器仪表(照度计)的工作原理及使用方法

发布时间:2011-07-05   来源:11317仪器商城  

                     专门用于测量光度、亮度的仪器仪表(照度计)的工作原理及使用方法

编辑:113仪器商城

照度计的使用方法及原理

    照度计(或称勒克斯计)是一种专门测量光度、亮度的仪器仪表。就是测量光照强度(照度) 是物体被照明的程度,也即物体表面所得到的光通量与被照面积之比。照度计通常是由硒光电池或硅光电池和微安表组成。
照度计测量原理:  

    光电池是把光能直接转换成电能的光电元件。当光线射到硒光电池表面时,入射光透过金属薄膜4到达半导体硒层2和金属薄膜4的分界面上,在界面上产生光电效应。产生电位差的大小与光电池受光表面上的照度有一定的比例关系。这时如果接上外电路,就会有电流通过,电流值从以勒克斯(Lx)为刻度的微安表上指示出来。光电流的大小取决于入射光的强弱和回路中的电阻。照度计有变档装置,因此可以测高照度,也可以测低照度。

照度计的种类:

  1.目视照度计:使用不便,精度不高,很少使用

  2.光电照度计:常用硒光电池照度计和硅光电池照度计

  光电池照度计的组成与使用要求:

  1.组成:微安表、换挡旋纽、零点调节、接线柱、光电池、V(λ)修正滤光器等组成。

  常用硒(Se)光电池或硅(Si)光电池照度计,又称勒克斯表

  2.使用要求:

  ①光电池应用直线性好的硒(Se)光电池或硅(Si)光电池;长时间工作仍能保持良好的稳定性,且灵敏度高;高E时选用高内阻的光电池,其灵敏度低而线性好,受强光照射不易受损

  ②内付有V(λ)修正滤光片,适宜用异色温光源的照度,误差小

  ③光电池前加一块余弦角度补偿器(乳白玻璃或白色塑料)原因是入射角大时,光电池偏离余弦定则

  ④照度计应工作在室温或接近室温下(光电池漂移随温度改变而发生改变)

照度计的定标:

  定标原理:

  使Ls垂直照射光电池→ E=I/r2,改变r可得不同照度下的光电流值,由E与i的对应关系将电流刻度转换为照度刻度。

  定标方法:

  利用光强标准灯,在近似点光源的工作距离下,改变光电池与标准灯的距离l,记录下各个距离下的电流计的读数,由距离平方反比定律E=I/r2计算光照度E,由此可以得到一系列不同照度的光电流值i,作光电流i与照度E的变化曲线,即为照度计的定标曲线由此可对照度计表盘进行分度即为照度计的定标

  影响定标曲线的因素:

  光电池和电流计更换时需重新定标;照度计使用一段时间后应对照度计重新进行定标(一般一年内应检定1-2次);高精度的照度计可用光强标准灯进行检定;扩大照度计的定标量程可改变距离r,也可选用不同的标准灯,选用小量程的电流计 .

照度计的使用步骤:

  ①打开电源。

  ②打开光检测器盖子,并将光检测器水平放在测量位置。

  ③选择适合测量档位。

  如果显示屏左端只显示“1”,表示照度过量,需要按下量程键(⑧键),调整测量倍数。

  ④照度计开始工作,并在显示屏上显示照度值。

  ⑤显示屏上显示数据不断地变动,当显示数据比较稳定时,按下HOLD键(⑧键),锁定数据。

  ⑥读取并记录读数器中显示的观测值。观测值等于读数器中显示数字与量程值的乘积。

  比如:屏幕上显示500,右下角显示状态为“×2000”,照度测量值为1000000lx,即(500×2000)。

  ⑦再按一下锁定开关,取消读值锁定功能。

  ⑧每一次观测时,连续读数三次并记录。

  ⑨每一次测量工作完成后,按下电源开关键,切断电源。

  ⑩盖上光检测器盖子,并放回盒里。

照度计一般要求:

  ● 体积小、重量轻 (Compact Size、Light Weight)

  照度计使用的机会非常广泛,运用的时机也常在不同的场所,所以可携带式体樍小、重量轻为照度计的第一先决条件。

  ● 准确度﹝Accuracy﹞

  照度计的良莠与否,和它的准确度有绝对的关系。当然也和它的价格息息相关,因此以合理的价格买个准确度较高的照度计实有必要,一般以误差不超过±15%为宜。

  ● 色彩补偿 ﹝Color Compensation﹞

  光源的种类包罗万象,有些偏重波长较长的的红色系高压灯 ,或波长较短蓝紫色系如Daylight日光灯;也有分布比较平均的如白炽灯泡系列,同一照度计对不同的波长其灵敏度可能略有不同,故适度的补偿属必要。

  ● 余弦补偿﹝Cosine Compensation﹞

  大家都知道,受照面的亮度与光源的入射角度有关。相同的道理,在用照度计做测量时,感应器﹝Sensor﹞与光源入射角度自然会对照度计的读值有影响。所以一个好的照度计是否有余弦补偿的功能实在不可忽略。

照度计注意事项:

  2.使用要求:

  ①光电池应用直线性好的硒(Se)光电池或硅(Si)光电池;长时间工作仍能保持良好的稳定性,且灵敏度高;高E时选用高内阻的光电池,其灵敏度低而线性好,受强光照射不易受损

  ②内付有V(λ)修正滤光片,适宜用异色温光源的照度,误差小

  ③光电池前加一块余弦角度补偿器(乳白玻璃或白色塑料)原因是入射角大时,光电池偏离余弦定则

  ④照度计应工作在室温或接近室温下(光电池漂移随温度改变而发生改变)

  照度计的定标:

  定标原理:

  使Ls垂直照射光电池→ E=I/r2,改变r可得不同照度下的光电流值,由E与i的对应关系将电流刻度转换为照度刻度。

  定标方法:

  利用光强标准灯,在近似点光源的工作距离下,改变光电池与标准灯的距离l,记录下各个距离下的电流计的读数,由距离平方反比定律E=I/r2计算光照度E,由此可以得到一系列不同照度的光电流值i,作光电流i与照度E的变化曲线,即为照度计的定标曲线由此可对照度计表盘进行分度即为照度计的定标

  影响定标曲线的因素:

  光电池和电流计更换时需重新定标;照度计使用一段时间后应对照度计重新进行定标(一般一年内应检定1-2次);高精度的照度计可用光强标准灯进行检定;扩大照度计的定标量程可改变距离r,也可选用不同的标准灯,选用小量程的电流计。

照度计的作用:

  照度与人们的生活有着密切的关系。充足的光照,可防止人们免遭意外事故的发生。反之,过暗的光线可引起人体疲劳的程度远远超过眼睛的本身。因此,不适或较差的照明条件是造成事故和疲劳的主要原因之一。现有统计资料表明,在所有职业劳动的事故中约有30%是直接或间接因光线不足所造成的。对体育场(馆)的光照要求是非常严格的,光照过强或过暗都会影响比赛的效果。

  那么,人们居住的室内对照度的卫生学要求是如何呢?照度是在卫生学中一项十分重要的指标。光是指能引起人眼睛光亮感觉的电磁辐射,当光线进入眼睛后可产生的知觉称为视觉。人们所见的光是指可见光,其波长范围在380~760nm(纳米)之间。

  目前采光可分为自然采光和人工光源两大类。自然采光是指室内和地区的天然照度,有直接的日光照散射光和周围物体的反射光,常用采光系数和自然照度表示。而采光系数是指采光口的有效面积与室内地面面积之比。一般住宅的采光系数在1/5~1/15之间,居住面积比在1/8~1/10之间(窗面积/室内地面面积)。自然照度系数是用于评价自然光的照度水平。它是反映室内的和同时从室外来的光照射关系。也反映出当地光气候(自然光能源和气候的阳光照度指标的总和)。

  为保障人们在适宜的光照下生活,我国制定了有关室内(包括公共场所)照度的卫生标准。如在公共场所商场(店)的照度卫生标准≥100Lx;图书馆、博物馆、美术馆、展览馆台面照度的卫生标准≥100Lx;公共浴室照度卫生标准≥50Lx;浴室(淋、池、盆浴)≥30Lx,桑那浴室≥30Lx.国外有关室内照度的标准,如德国推荐几种额定光强,办公室包括文书工作区为300Lx,打字,绘图工作为750Lx;在工厂,生产线上的视觉工作的照度要求为1000Lx;酒店、公共房间为200Lx;接待点、出纳柜为200Lx;商店的橱窗为1500~2000Lx;医院病房为150~200Lx,紧急治疗区为500Lx;学校、教室为400~700Lx;食堂、室内健身房为300Lx等。

  对于照度大小的测量方法,一般用照度计测量。照度计可测出不同波长的强度(如对可见光波段和紫外线波段的测量),可向人们提供准确的测量结果。

  总之,照度与人体健康,尤其是对眼睛的保健有着极其重要的卫生学意义。
  
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