مبادئ القياس وأنواعه ومعايرة أجهزة قياس الإضاءة
مبدأ قياس مقياس الإضاءة:
الخلية الكهروضوئية هي مكون كهروضوئي يحول الطاقة الضوئية مباشرة إلى طاقة كهربائية. عندما يسقط الضوء على سطح خلية السيلينيوم الشمسية، يمر الضوء الساقط عبر الغشاء المعدني الرقيق 4 ويصل إلى السطح البيني بين طبقة السيلينيوم شبه الموصلة 2 والفيلم الرقيق المعدني 4، مما يولد تأثيرًا كهروضوئيًا عند السطح البيني. يتناسب حجم فرق الجهد الناتج مع الإضاءة الموجودة على سطح الخلية الكهروضوئية التي تستقبل الضوء. عند هذه النقطة، إذا تم توصيل دائرة خارجية، فسوف يتدفق التيار من خلالها، وسيتم الإشارة إلى القيمة الحالية على مقياس ميكرو أمبير مع لوكس (Lx) كمقياس. يعتمد حجم التيار الكهروضوئي على قوة الضوء الساقط والمقاومة في الدائرة. يحتوي مقياس الإضاءة على جهاز تبديل التروس، لذلك يمكنه قياس كل من الإضاءة العالية والمنخفضة. أنواع أجهزة قياس الإضاءة: 1. مقياس الإضاءة البصرية: غير مناسب للاستخدام، ودقة منخفضة، ونادرًا ما يستخدم 2. مقياس الإضاءة الإلكتروني الضوئي: مقياس إضاءة الخلايا الشمسية السيلينيوم شائع الاستخدام ومقياس إضاءة الخلايا الشمسية السيليكونية
أنواع أجهزة قياس الإضاءة:
1. مقياس اللوكس البصري: غير مريح في الاستخدام، ودقته منخفضة، ونادرًا ما يستخدم
2. مقياس لوكس الضوئي الإلكتروني: جهاز قياس لوكس الخلية الكهروضوئية السيلينيوم شائع الاستخدام ومقياس لوكس الخلية الكهروضوئية السيليكونية
متطلبات التركيب والاستخدام لمقياس إضاءة الخلايا الكهروضوئية:
1. التركيب: مقياس ميكرو أمبير، مقبض ناقل الحركة، تعديل صفر، كتلة طرفية، خلية كهروضوئية، مرشح تصحيح V (π)، إلخ.
مقياس إضاءة الخلايا الكهروضوئية الشائع الاستخدام من السيلينيوم (Se) أو السيليكون (Si)، المعروف أيضًا باسم مقياس لوكس
2. متطلبات الاستخدام:
① ينبغي استخدام الخلايا الكهروضوئية السيلينيوم (Se) أو السيليكون (Si) ذات الخطية الجيدة في التطبيقات الكهروضوئية؛ لا يزال العمل على المدى الطويل يحافظ على استقرار جيد وحساسية عالية؛ عند استخدام E العالي، اختر الخلايا الكهروضوئية ذات المقاومة الداخلية العالية، والتي تتميز بحساسية منخفضة وخطية جيدة، ولا تتضرر بسهولة بسبب إشعاع الضوء القوي
② مزود بمرشح تصحيح V (π)، مناسب للإضاءة بمصادر إضاءة مختلفة لدرجة حرارة اللون، مع وجود أخطاء صغيرة
③ سبب إضافة معوض زاوية جيب التمام (زجاج أبيض حليبي أو بلاستيك أبيض) أمام الخلية الكهروضوئية هو أنه عندما تكون زاوية الحادث كبيرة، تنحرف الخلية الكهروضوئية عن قاعدة جيب التمام
④ يجب أن يعمل مقياس الإضاءة عند درجة حرارة الغرفة أو بالقرب منها (يتغير انجراف الخلية الكهروضوئية مع درجة الحرارة)
معايرة مقياس الإضاءة:
مبدأ المعايرة:
قم بإضاءة الخلية الكهروضوئية عموديًا باستخدام Ls → E=I/r2، وقم بتغيير r للحصول على قيم التيار الكهروضوئي تحت إضاءة مختلفة. قم بتحويل المقياس الحالي إلى مقياس الإضاءة بناءً على المراسلات بين E وi.
طريقة المعايرة:
باستخدام مصباح قياسي لكثافة الضوء، على مسافة عمل تقريبية لمصدر ضوء نقطي، قم بتغيير المسافة l بين الخلية الكهروضوئية والمصباح القياسي، وسجل قراءات مقياس التيار الكهربائي عند كل مسافة، واحسب الإضاءة E باستخدام المسافة العكسية قانون التربيع E=I/r2. من هذا، يمكن الحصول على سلسلة من قيم التيار الضوئي المختلفة للإضاءة i، ويمكن عمل منحنى الاختلاف للتيار الضوئي i والإضاءة E، وهو منحنى المعايرة لمقياس الإضاءة. يمكن تقسيم منحنى معايرة مقياس الإضاءة عن طريق قرص مقياس الإضاءة وهو منحنى معايرة مقياس الإضاءة
العوامل المؤثرة على منحنى المعايرة:
عند استبدال الخلايا الكهروضوئية وأجهزة القياس، يلزم إعادة المعايرة؛ بعد استخدام مقياس الإضاءة لفترة من الوقت، يجب إعادة معايرته (عادة 1-2 مرة في السنة)؛ يمكن معايرة أجهزة قياس الإضاءة عالية الدقة باستخدام مصابيح شدة الضوء القياسية؛ يمكن أن يؤدي توسيع النطاق الثابت لمقياس الإضاءة إلى تغيير المسافة r، ويمكن أيضًا استخدام مصابيح قياسية مختلفة لتحديد مقياس التيار الكهربائي صغير المدى.
