5. Основные методы количественного регулирования излучения при световых измерений. Измерение освещенности
При измерениях возникает необходимость количественного изменения потоков оптического изменения, падающих на поверхность измерительного прибора или приемника излучения.
1. Наиболее предпочтительным является метод, использующий закон квадратов расстояний. Этот метод сохраняет неизменным спектральный состав излучения и является точным, т.к. связан с измерением длины.
;
;
;
Освещенность вдоль луча света изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния от места возникновения луча. Это положение называется «законом квадратов расстояния». Оно вполне справедливо лишь для светящейся точки (точечный источник: размеры светящегося тела должны быть не менее чем в 10 раз больше расстояния).
2. В случае регулирования освещенности полей сравнения можно использовать изменение угла наклона наблюдаемой поверхности по отношению к направлению падающего на нее светового потока.
.
изменением наклона поверхности по отношению к освещающему лучу освещенность ее меняется пропорционально cos угла, между перпендикуляром к поверхности и лучом света. Это называется «законом косинусов» для освещения поверхности.
Если свет будет падать перпендикулярно,
то получим закон квадратов расстояния:
α = 0;
.
3. Применение закона Тальбота для вращающихся поглотителей.
L0
L0
, где
;
α1 и α2 – размеры вырезов в
диске, выраженные в градусах.
Число оборотов вращающего поглотителя,
или точнее число перерывов в секунду
при зрительных измерениях должно быть
таким, чтобы не было мельканий и яркость
казалась не меняющейся во времени. Это
число зависит от яркости поля зрения,
его цвета и от отношения времени
пропускания света ко времени его
погасания
,
оно подбирается опытным путем. Закон
основан на свойстве глаза сохранять в
течении небольшого времени, полученное
зрительное ощущение.
4. Широко используется для регулирования излучения применение различных диафрагм.
.
Поток меняется пропорционально площади излучающей поверхности, выделяемой избранной диафрагмой, например, «ирисовая» диафрагма, ступенчатые с отверстиями неизменных размеров и…
5. Для уменьшения освещенности не меняя расстояния от нее до источника света можно использовать поглотитель. Используются:
1) серые (или дымчатые стекла);
2) молочные;
3) матовые стекла.
Измерение освещенности
Освещенность Е – поверхностная плотность светового потока.
.
Для измерения освещенности используются люксметры: зрительные и фотоэлектрические.
Фотоэлектрические люксметры состоят из двух узлов: 1) фотоэлемент; 2) гальванометр.
При измерении освещенности с помощью физических люксметров необходимо, чтобы соблюдалось прямо пропорциональная зависимость фототока от освещенности.
В качестве фотоэлементов используются чаще всего селеновые. Фотоэлектрические люксметры с селеновыми фотоэлементами без исправляющих светофильтров будут давать правильные показания измеряемой освещенности только при освещении источниками света такой цветовой температуры или источниками света с таким спектральным составом, при которых была произведена их предварительная градуировка. Чаще всего градуировка производится по стандартному источнику белого цвета «А», спектр которого близок к спектру излучений в лампах накаливания мощностью 200-300 Вт. Для измерений таким люксметром освещенностей в установках с другими источниками (направленные люминесцентные лампы и т.д.) предварительно должно быть определены поправочные коэффициенты или произведена особая градуировка.
Для расширения диапазона измеряемых величин освещенности фотоэлектрические люксметры снабжаются дополнительными устройствами (диафрагмы, нейтральные светофильтры, шунты в цепи гальванометра). Марки выпускаемых люксметров: Ю-116, Ю-117 (устаревшие модели)
В настоящее время выпускается люксметр, в качестве приемника которого используется кремний (фирма «Кварц» г. Черновцы), в Санкт-Петербурге выпускается серия приборов марки ТКА, в Москве приборы типа «АРГУС» с цифровой индикацией. За границей известной маркой люксметров приборы фирмы TESTO (Германия).