6 Способы измерения основных фотометрических параметров. Светомерный шар

4

1 – источник излучения, 2 –фотометрический шар; 3 – диафрагма, 4 – экран, исключающий прямое попадание лучей на приёмник, 5 – приемник излучения.

Сигнал определяется выражением: V_ф = φ Sv Ф.

Очевидно:

Ф / Ф_эт = (∫Ф_λ S_λ ^отн dλ / ∫Ф_λ dλ) / (∫Ф_λ эт S_λ ^отн dλ/ ∫Ф_λ эт dλ )

Если спектры эталона и объекта различаются не значимо, выражение можно представить в упрощенной форме:

Ф = Фэт(V_ф /V_{ф эт})

Освещенность измеряется косвенным методом, учитывающим результаты измерения потока Ф и площади приемника

Р_пр: E= Ф/Р_пр,

откуда следует

Еи = Еэт (Vи/Vэт).

Компенсационный метод: регулируется площадь входной диафрагмы, чтобы уравновесить разницу сигналов:

Vэт = Sv Фэ = Sv Еэт Рэт;

Поэтому Vи = Sv Еи Ри

Тогда Еи = Еэт (Ри/Рэт).

7 Способы измерения силы света удаленного источника и яркости объекта

При исследовании объекта возможны два случая:

1) Расстояние l известно, тогда для измерения силы света можно использовать формулу

I = Е l².

Воспользуемся методом отношений:

I = Еэт l² (Vи/ Vэт),

2) Определить l_x невозможно (для удаленного источника).

В этом случае измеряется освещенность в двух точках, которые удаленны друг от друга на известное расстояние.

Возьмем приращение расстояния: δl = l₁ – l₂

Схема измерения.

Е₁ Е₂

Е₁ – освещенность точки, удаленная на расстояние l_x

Е₂ – освещенность удаленной точки,

δl

Р ешая систему уравнений:

I = Е₂ (l_x + δl) ²

I = Е₁l_x²

Получим:

Яркость источника [Кд/м²]:

Для измерения яркости в схему измерения силы света добавляют диафрагму, контролирующую площадь источника излучения - P.

Схема измерения яркости содержит: 1-объект, 2 - диафрагма, 3 – приемник.

1

3

2 Находим ,

где S_θ - видимая площадь излучающей поверхности.

8 Способы сравнения оптических параметров объекта с мерой

Проведем систематизацию методов сравнения величин с эталонными значениями.

Способы сравнения фотометрических величин с эталонными.

прямые косвенные

Непосредственное опосредованное сравнение с эталоном

с равнение с эталоном

( метод отклонений)

дифференциальные методы замещений метод отношений

методы

разностный компенсационный

При прямом измерении непосредственнорегистрируется измеряемый параметр X.

При косвенном измерении измеряемая величина связана известной функциональной зависимостью с регистрируемыми параметрами излучения: X=φ(хi), где X- величина; которую следует определить в результате измерений, а Хi- регистрируемый прибором параметр.

Метод отклонений (непосредственное сравнение) – измеряемая величина вызывает реакцию прибора, известную из предварительной градуировки по эталону. С учётом результатов предварительной градуировки определяются параметры объекта.

При опосредованном сравнении – сравниваются параметры объекта с параметрами эталона, посредством различных технических средств. Основной вариант опосредованного сравнения– это дифференциальный метод.

В дифференциальном методе измеряемая величина сравнивается с эталоном. Выявляется различие параметров объекта и эталона. Такое сравнение возможно двумя путями: разностное или компенсационное.

Разностный метод:

* Фэт. Фэт. 4

П.И Фэт ∆Ф

1 Фх

* Фх Фх 5 t

2. 3 Т

Схема дифференциально-разностного фотометра содержит: 1 – источника излучения 2 – оптическая система; 3 – модулятор – прерыватель; 4 – фотоприемник; 5 – контур связи для синхронизации сигнала и положения модулятора.

Разностный сигнал: ΔФ=Фэт – Фх , откуда следует ΔU=S_vΔФ, поэтому Фх= Фэт- ΔФ, Следовательно ΔФ=ΔU/ Sv, в результате Фх= Фэт-( U/ Sv).

Дифференциальный компенсационный оптический метод сравнения с эталоном.

7 6

5

Ф эт

* Фэт.

Фх Сигнал составит: Фх=Косл Фэт

П.И.

1 * 2 Фх 3 4

Схема дифференциального компенсационного метода содержит:

1 – источника излучения; 2 – оптическая система, которая фокусирует изображение источника на фотоприемник (4); 3 – модулятор – прерыватель, поочередно прерывающий сигнал от эталона или от источника; 5 – компенсатор, ослабляющий поток;6 – обратная связь, регулирующая степень компенсации; 7 – регистрирующий элемент.

Метод замещения. Состоит в замещении эталона на исследуемый образец для выявления расхождений их параметров. Например, фотометрический шар: Фэт и Фх

Метод отношений исходит из отношения параметров образца и эталона: Ф_х/Ф_эт=к. Тогда искомый параметр находится по формуле: Ф_х=к∙Ф_эт.