照度計的測試原理和方法

1．照度的測試原理
 

　　照度是受照平面上接受的光通量的面密度。照度計是用于測量被照面上的光照度的儀器，是光照度測量中用得zui多的儀器之一。
 

　　2．照度計的結構原理
 

　　照度計由光度頭（又稱受光探頭，包括接收器、V（λ）對濾光器、余弦修正器）和讀數顯示器兩部分組成。其結構見圖1。
 

　　圖1 照度計的結構原理圖
 

　　四、測量步驟和方法
 

　　在工作房間內，應該在每個工作地點（如書桌、工作臺）測量照度，然后加以平均。對于沒有確定工作地點的空房間或非工作房間，如果單用一般照明，通常選 0.8m 高的水平面測量照度。將測量區域劃分成大小相等的方格（或接近方形），測量每個方格中心的照度Ei，其平均照度等于各點照度的平均值，即
 

　　式中 Eav ——測量區域的平均照度，lx；
 

　　Ei ——每個測量網格中心的照度，lx；
 

　　N ——測點數。
 

　　照度均勻度是指規定表面上的zui小照度與平均照度之比，即：
 

　　式中 Emin ——指所測表面上的zui小照度，lx。
 

　　本實驗中，可以房間所布置的測點面為表面，zui小照度可認為所測點中的zui小照度值。
 

　　測量房間每個方格的邊長為lm，大房間可
 

　　式中 Eav ——測量區域的平均照度，lx；
 

　　Ei ——每個測量網格中心的照度，lx；
 

　　N ——測點數。
 

　　照度均勻度是指規定表面上的zui小照度與平均照度之比，即：
 

　　式中 Emin ——指所測表面上的zui小照度，lx。
 

　　本實驗中，可以房間所布置的測點面為表面，zui小照度可認為所測點中的zui小照度值。
 

　　測量房間每個方格的邊長為lm，大房間可取2 -4 m 。走道、樓梯等狹長的交通地段沿長度方向中心線布置測點，間距1 -2 m ；測量平面為地平面或地面以上 150mm 水平面。
 

　　測點數目越多，得到的平均照度值越，不過也要花費更多的時間和精力。如果Eav的允許測量誤差為±10%，可以用根據室形指數選擇zui少測點的辦法減少工作量，兩者的關系列于表1。若燈具數與表給出的測點數恰好相等，則必須增加測點。
 

　　表1 室形指數與測點數的關系
 

　　室形指數Kr zui少測點數 室形指數Kr zui少測點數
 

　　＜1 4 2～3 16
 

　　1～2 9 ≥3 25
 

　　式中L、W為房間的長和寬，hr為由燈具至測量平面的高度。
 

　　當以局部照明補充一般照明時，要按人的正常工作位置來測量工作點的照度，將照度計的光電池置于工作面上或進行視覺作業的操作表面上。
 

　　一個理想的照度計應該具有下列條件：
 

　　● 體積小、重量輕 （Compact Size、Light Weight）
 

　　照度計使用的機會非常廣泛，運用的時機也常在不同的場所，所以可攜帶式體樍小、重量輕為照度計的*先決條件。
 

　　● 準確度﹝Accuracy﹞
 

　　照度計的良莠與否，和它的準確度有的關系。當然也和它的價格息息相關，因此以合理的價格買個準確度較高的照度計實有必要，一般以誤差不超過±15%為宜。
 

　　● 色彩補償 ﹝Color Compensation﹞
 

　　光源的種類包羅萬象，有些偏重波長較長的的紅色系高壓燈 ，或波長較短藍紫色系如Daylight日光燈；也有分布比較平均的如白熾燈泡系列，同一照度計對不同的波長其靈敏度可能略有不同，故適度的補償屬必要。
 

　　● 余弦補償﹝Cosine Compensation﹞
 

　　大家都知道，受照面的亮度與光源的入射角度有關。相同的道理，在用照度計做測量時，感應器﹝Sensor﹞與光源入射角度自然會對照度計的讀值有影響。所以一個好的照度計是否有余弦補償的功能實在不可忽略。
 

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　　以下內容參見 http://www.yqybzhan.com/threestyle/yqybzhan/firstcatalog/2121354/1.html
 

　　概述
 

　　照度計（或稱勒克斯計）是一種專門測量光度、亮度的儀器儀表。就是測量光照強度（照度） 是物體被照明的程度，也即物體表面所得到的光通量與被照面積之比。照度計通常是由硒光電池或硅光電池和微安表組成，見圖。
 

　　照度計測量原理:
 

　　光電池是把光能直接轉換成電能的光電元件。當光線射到硒光電池表面時，入射光透過金屬薄膜4到達半導體硒層2和金屬薄膜4的分界面上，在界面上產生光電效應。產生電位差的大小與光電池受光表面上的照度有一定的比例關系。這時如果接上外電路，就會有電流通過，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弱和回路中的電阻。照度計有變檔裝置，因此可以測高照度，也可以測低照度。
 

　　照度計的種類：
 

　　1.目視照度計：使用不便，精度不高，很少使用
 

　　2.光電照度計：常用硒光電池照度計和硅光電池照度計
 

　　光電池照度計的組成與使用要求：
 

　　1.組成:微安表、換擋旋紐、零點調節、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,又稱勒克斯表
 

　　2.使用要求：
 

　　①光電池應用直線性好的硒（Se）光電池或硅（Si）光電池;長時間工作仍能保持良好的穩定性,且靈敏度高;高E時選用高內阻的光電池,其靈敏度低而線性好,受強光照射不易受損
 

　　②內付有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償器（乳白玻璃或白色塑料）原因是入射角大時,光電池偏離余弦定則
 

　　④照度計應工作在室溫或接近室溫下（光電池漂移隨溫度改變而發生改變）
 

　　照度計的定標：http:///sxdz888-ParentList-38088/
 

　　定標原理：
 

　　使Ls垂直照射光電池→ E＝I/r2，改變r可得不同照度下的光電流值，由E與i的對應關系將電流刻度轉換為照度刻度。
 

　　定標方法：
 

　　利用光強標準燈,在近似點光源的工作距離下,改變光電池與標準燈的距離l,記錄下各個距離下的電流計的讀數,由距離平方反比定律E=Ｉ/r2計算光照度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,即為照度計的定標曲線由此可對照度計表盤進行分度即為照度計的定標
 

　　影響定標曲線的因素：
 

　　光電池和電流計更換時需重新定標;照度計使用一段時間后應對照度計重新進行定標（一般一年內應檢定1-2次）;高精度的照度計可用光強標準燈進行檢定;擴大照度計的定標量程可改變距離r,也可選用不同的標準燈,選用小量程的電流計