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)是用于測(cè)量被照面上的光照度的儀器，是光照度測(cè)量中用得zui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、測(cè)量步驟和方法
 

　　在工作房間內(nèi)，應(yīng)該在每個(gè)工作地點(diǎn)（如書桌、工作臺(tái)）測(cè)量照度，然后加以平均。對(duì)于沒有確定工作地點(diǎn)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(cè)量照度。將測(cè)量區(qū)域劃分成大小相等的方格（或接近方形），測(cè)量每個(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 ——測(cè)量區(qū)域的平均照度，lx；
 

　　Ei ——每個(gè)測(cè)量網(wǎng)格中心的照度，lx；
 

　　N ——測(cè)點(diǎn)數(shù)。
 

　　照度均勻度是指規(guī)定表面上的zui小照度與平均照度之比，即：
 

　　式中 Emin ——指所測(cè)表面上的zui小照度，lx。
 

　　本實(shí)驗(yàn)中，可以房間所布置的測(cè)點(diǎn)面為表面，zui小照度可認(rèn)為所測(cè)點(diǎn)中的zui小照度值。
 

　　測(cè)量房間每個(gè)方格的邊長為lm，大房間可
 

　　式中 Eav ——測(cè)量區(qū)域的平均照度，lx；
 

　　Ei ——每個(gè)測(cè)量網(wǎng)格中心的照度，lx；
 

　　N ——測(cè)點(diǎn)數(shù)。
 

　　照度均勻度是指規(guī)定表面上的zui小照度與平均照度之比，即：
 

　　式中 Emin ——指所測(cè)表面上的zui小照度，lx。
 

　　本實(shí)驗(yàn)中，可以房間所布置的測(cè)點(diǎn)面為表面，zui小照度可認(rèn)為所測(cè)點(diǎn)中的zui小照度值。
 

　　測(cè)量房間每個(gè)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(cè)點(diǎn)，間距1 -2 m ；測(cè)量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的允許測(cè)量誤差為±10%，可以用根據(jù)室形指數(shù)選擇zui少測(cè)點(diǎn)的辦法減少工作量，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 zui少測(cè)點(diǎn)數(shù) 室形指數(shù)Kr zui少測(cè)點(diǎn)數(shù)
 

　　＜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(cè)量平面的高度。
 

　　當(dāng)以局部照明補(bǔ)充一般照明時(shí)，要按人的正常工作位置來測(cè)量工作點(diǎn)的照度，將照度計(jì)的光電池置于工作面上或進(jìn)行視覺作業(yè)的操作表面上。
 

　　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，有些偏重波長較長的的紅色系高壓燈 ，或波長較短藍(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)做測(cè)量時(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。
 

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

　　概述
 

　　照度計(jì)（或稱勒克斯計(jì)）是一種專門測(cè)量光度、亮度的儀器儀表。就是測(cè)量光照強(qiáng)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(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)測(cè)量原理:
 

　　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面時(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面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;長時(shí)間工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
 

　　②內(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
 

　　④照度計(jì)應(yīng)工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)：http:///sxdz888-ParentList-38088/
 

　　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)光源的工作距離下,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)
 

　　影響定標(biāo)曲線的因素：
 

　　光電池和電流計(jì)更換時(shí)需重新定標(biāo);照度計(jì)使用一段時(shí)間后應(yīng)對(duì)照度計(jì)重新進(jìn)行定標(biāo)（一般一年內(nèi)應(yīng)檢定1-2次）;高精度的照度計(jì)可用光強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)燈進(jìn)行檢定;擴(kuò)大照度計(jì)的定標(biāo)量程可改變距離r,也可選用不同的標(biāo)準(zhǔn)燈,選用小量程的電流計(jì)