Градуировка люксметра
Введение
Целью работы является изучение физических методов измерения освещенности и градуировка люксметра.
Освещенностью называют поверхностную плотность светового потока падающего излучения. Освещенность численно равна отношению светового потока dФ к площади поверхности dA0, на которую излучение падает и по которой равномерно распределяется:
Е = dФ/dAo. (8.1)
Освещенность, создаваемая точечным источником, находится через силу света I (закон "квадрата расстояния"):
,
(8.2)
где l — расстояние от источника до освещаемой поверхности, — угол между падающими лучами и нормалью к освещаемой поверхности.
Если известна спектральная плотность облученности е(), то освещенность
,
(8.3)
где V() — относительная спектральная световая эффективность.
Измерение освещенности объективными методами предполагает наличие приемника со спектральной чувствительностью S()=Sмаксs(), причем s() должна быть близкой к V(); практически эти зависимости в некоторой степени различаются. Возможность измерений при различии s() и V() обеспечивается неизменным значением актиничности измеряемого излучения с постоянным относительным спектром е(), близким к образцовому спектру ео() (обычно лампа накаливания, работающая в режиме источника “А”):
.
(8.4)
Эта постоянная величина А учитывается при градуировке прибора, входя в значение цены деления С, постоянной для данного измерительного прибора. При измерениях других излучений, спектральная плотность облученности которых еx() отлична от ео(), необходимо вводить поправку на относительную актиничность излучения:
.
(8.5)
Поправочный коэффициент Ка = 1/а, его находят расчетом по (8.5) или экспериментально. Тогда освещенность ЕV можно определить по показаниям люксметра Е's:
EV = Ka E's. (8.6)
В случае наклонного падения света на фотоэлемент люксметра его освещенность меняется по косинусному закону:
E = Encos, (8.7)
где Е — освещенность, создаваемая узким пучком света, падающим под углом ; — угол падения света на фотоэлемент; Еn — нормальная освещенность (при = 0).
При освещении наклонным пучком за счет повышенного отражения света и экранирования части светочувствительной поверхности фотоэлемента показания люксметра Е' будут меньше, чем Encos. "Косинусная" погрешность измерения освещенности наклонного пучка таким фотоэлементом
.
(8.8)
2. Описание установки
Лабораторная установка (рис. 8.1) состоит из фотометрической скамьи 1, фотоэлектрического люксметра, образцового источника света 2 (лампы накаливания НГ200-220, работающей в режиме источника А). Люксметр состоит из измерительной головки 3 и индикатора 4. Электрические режимы источника света поддерживаются на неизменных уровнях с помощью стабилизатора напряжения и контролируются вольтметром класса точности не ниже 0,5.
Рисунок 8.1- Схема установки