أنواع أجهزة قياس الإضاءة وأساسيات قياسها
أنواع مقاييس الإضاءة ومبادئ القياس مقياس الإضاءة (أو مقياس لوكس) هو أداة متخصصة في قياس قياس الضوء والسطوع. قياس شدة الضوء (الإضاءة) هو الدرجة التي يضيء بها الجسم، أي نسبة التدفق الضوئي الناتج على سطح الجسم إلى المساحة المضيئة. يتكون مقياس الإضاءة عادة من خلية كهروضوئية من السيلينيوم أو خلية كهروضوئية من السيليكون ومقياس ميكرومتر.
مبدأ قياس مقياس الضوء:
الخلايا الضوئية هي مكونات إلكترونية بصرية تعمل على تحويل الطاقة الضوئية مباشرة إلى طاقة كهربائية. عندما يضرب الضوء سطح الخلية الكهروضوئية السيلينيوم، يمر الضوء الساقط عبر الغشاء المعدني 4 ويصل إلى السطح البيني بين طبقة السيلينيوم شبه الموصلة 2 والفيلم المعدني 4، مما ينتج عنه تأثير كهروضوئي على السطح البيني. إن حجم فرق الجهد الناتج له علاقة تناسبية معينة مع الإضاءة على سطح استقبال الضوء للخلية الكهروضوئية. في هذا الوقت، إذا تم توصيل دائرة خارجية، فسوف يتدفق التيار من خلالها، وستتم الإشارة إلى القيمة الحالية على مقياس الميكرومتر باستخدام لوكس (Lx) كمقياس. يعتمد حجم التيار الكهروضوئي على شدة الضوء الساقط والمقاومة في الحلقة. يحتوي مقياس الإضاءة على جهاز تبديل التروس، لذلك يمكنه قياس كل من الإضاءة العالية والمنخفضة.
أنواع أجهزة قياس الإضاءة:
1. مقياس الإضاءة البصرية: غير مريح للاستخدام، وغير دقيق للغاية، ونادرا ما يستخدم
2. جهاز قياس الإضاءة الكهروضوئية: جهاز قياس الإضاءة الكهروضوئية السيلينيوم ومقياس الإضاءة الكهروضوئية السيليكوني
متطلبات تكوين واستخدام جهاز قياس الإضاءة الكهروضوئية:
1. التركيب: مقياس ميكرومتر، مقبض التحول، تعديل نقطة الصفر، المحطة، الخلية الكهروضوئية، مرشح تصحيح V(π)، إلخ. تُستخدم الخلايا الكهروضوئية السيلينيوم (Se) أو الخلايا الكهروضوئية السيليكونية (Si) بشكل شائع كمقاييس إضاءة، والمعروفة أيضًا باسم لوكس متر.
2. متطلبات الاستخدام:
① يجب أن تستخدم الخلايا الكهروضوئية الخلايا الكهروضوئية السيلينيوم (Se) أو الخلايا الكهروضوئية السليكونية (Si) ذات الخطية الجيدة؛ يمكنهم الحفاظ على استقرار جيد لفترة طويلة ولديهم حساسية عالية؛ عندما يكون E مرتفعًا، استخدم الخلايا الكهروضوئية ذات المقاومة الداخلية العالية، والتي تتميز بحساسية منخفضة وخطية جيدة. لا يتضرر بسهولة بسبب التعرض للضوء القوي
② يوجد بالداخل مرشح تصحيح V (π)، وهو مناسب لإضاءة مصادر الضوء بدرجات حرارة ألوان مختلفة وبه أخطاء صغيرة.
③أضف معوض زاوية جيب التمام (زجاج براق أو بلاستيك أبيض) أمام الخلية الكهروضوئية. والسبب هو أنه عندما تكون زاوية الحادث كبيرة، تنحرف الخلية الكهروضوئية عن قانون جيب التمام.
④ يجب أن يعمل مقياس الإضاءة في درجة حرارة الغرفة أو بالقرب من درجة حرارة الغرفة (يتغير انجراف الخلية الكهروضوئية مع تغيرات درجة الحرارة)
معايرة مقياس الضوء:
مبدأ المعايرة:
دع Ls يضيء الخلية الكهروضوئية عموديًا → E=I/r2. عن طريق تغيير r، يمكن الحصول على قيم التيار الضوئي تحت إضاءة مختلفة. يتم تحويل المقياس الحالي إلى مقياس الإضاءة بناءً على العلاقة المقابلة بين E وi.
طريقة المعايرة:
استخدم مصباحًا قياسيًا لكثافة الضوء لتغيير المسافة l بين الخلية الكهروضوئية والمصباح القياسي على مسافة عمل تقريبية لمصدر الضوء النقطي، وسجل قراءات مقياس التيار الكهربائي عند كل مسافة، واحسب الإضاءة E وفقًا للمربع العكسي قانون المسافة E=I/r2، حيث يمكن الحصول على سلسلة من قيم التيار الكهروضوئي i بإضاءات مختلفة، ورسم منحنى التغيير للتيار الكهروضوئي i والإضاءة E، وهو منحنى معايرة مقياس الإضاءة. من هذا، يمكن تصنيف قرص مقياس الإضاءة، وهو منحنى معايرة مقياس الإضاءة.
العوامل المؤثرة على منحنى المعايرة:
تحتاج الخلايا الضوئية والجلفانومترات إلى إعادة معايرة عند استبدالها؛ يجب إعادة معايرة مقياس الإضاءة بعد استخدامه لفترة من الوقت (بشكل عام يجب معايرته 1-2 مرات في السنة)؛ ويمكن معايرة عدادات الإضاءة عالية الدقة باستخدام المصابيح القياسية ذات شدة الضوء؛ توسيع نطاق المعايرة لمقياس الإضاءة يمكن أن يغير المسافة r، أو يمكن استخدام مصابيح قياسية مختلفة، ويمكن استخدام الجلفانومتر صغير المدى.
