Εισαγωγή στους τύπους και τις αρχές μέτρησης των μετρητών φωτισμού
Τύποι και αρχές μέτρησης των μετρητών φωτισμού Οι μετρητές φωτεινότητας (ή μετρητές lux) είναι όργανα που ειδικεύονται στη μέτρηση της φωτεινότητας και της φωτεινότητας. Η μέτρηση της έντασης φωτός (φωτισμός) είναι ο βαθμός στον οποίο φωτίζεται το αντικείμενο, δηλαδή ο λόγος της φωτεινής ροής που λαμβάνεται στην επιφάνεια του αντικειμένου προς τη φωτισμένη περιοχή. Ένας μετρητής φωτισμού συνήθως αποτελείται από ένα φωτοκύτταρο σεληνίου ή ένα φωτοκύτταρο πυριτίου και ένα μικροαμπερόμετρο.
Αρχή μέτρησης του μετρητή φωτισμού:
Τα φωτοβολταϊκά στοιχεία είναι φωτοηλεκτρικά εξαρτήματα που μετατρέπουν άμεσα την φωτεινή ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια. Όταν το φως προσπίπτει στην επιφάνεια του φωτοβολταϊκού στοιχείου σεληνίου, το προσπίπτον φως διέρχεται μέσω της μεταλλικής λεπτής μεμβράνης 4 και φθάνει στη διεπαφή μεταξύ του στρώματος ημιαγωγού σεληνίου 2 και του μεταλλικού λεπτού φιλμ 4, δημιουργώντας ένα φωτοηλεκτρικό φαινόμενο στη διεπαφή. Το μέγεθος της παραγόμενης διαφοράς δυναμικού έχει μια ορισμένη αναλογική σχέση με τη φωτεινότητα στην επιφάνεια λήψης φωτός του φωτοκυττάρου. Αυτή τη στιγμή, εάν συνδεθεί ένα εξωτερικό κύκλωμα, θα ρέει ρεύμα και η τιμή ρεύματος θα εμφανίζεται στο μικροαμπερόμετρο με το lux (Lx) ως κλίμακα. Το μέγεθος του φωτορεύματος εξαρτάται από την ένταση του προσπίπτοντος φωτός και την αντίσταση στο κύκλωμα. Ο μετρητής φωτισμού διαθέτει συσκευή αλλαγής ταχυτήτων, ώστε να μπορεί να μετρήσει υψηλή ή χαμηλή φωτεινότητα.
Τύποι φωτόμετρων:
1. Μετρητής οπτικού φωτισμού: άβολος στη χρήση, χαμηλή ακρίβεια, σπάνια χρησιμοποιείται
2. Φωτοηλεκτρικός μετρητής φωτισμού: συνήθως χρησιμοποιούμενος μετρητής φωτισμού φωτοκυττάρων σεληνίου και μετρητής φωτισμού φωτοκυττάρων πυριτίου
Η σύνθεση και οι απαιτήσεις χρήσης του μετρητή φωτοηλεκτρικού φωτισμού:
1. Σύνθεση: Μικροαμπερόμετρο, διακόπτης αλλαγής ταχυτήτων, ρύθμιση σημείου μηδέν, ακροδέκτης, φωτοκύτταρο, φίλτρο διόρθωσης V(λ), κ.λπ. Συνήθως χρησιμοποιούμενος μετρητής φωτισμού φωτοκυττάρων από σελήνιο (Se) ή φωτοκύτταρο πυριτίου (Si), γνωστός και ως μετρητής lux
2. Απαιτήσεις για χρήση:
① Τα φωτοβολταϊκά κύτταρα χρησιμοποιούν φωτοκύτταρα σεληνίου (Se) ή φωτοκύτταρα πυριτίου (Si) με καλή γραμμικότητα. Μπορούν να διατηρήσουν καλή σταθερότητα μετά από μακροχρόνια εργασία και να έχουν υψηλή ευαισθησία. όταν το E είναι υψηλό, επιλέξτε φωτοκύτταρα υψηλής εσωτερικής αντίστασης, τα οποία έχουν χαμηλή ευαισθησία και καλή γραμμικότητα, δεν καταστρέφονται εύκολα από το δυνατό φως
② Υπάρχει ένα φίλτρο διόρθωσης V(λ) μέσα, το οποίο είναι κατάλληλο για το φωτισμό πηγών φωτός με διαφορετικές θερμοκρασίες χρώματος και το σφάλμα είναι μικρό
③Προσθέστε έναν αντισταθμιστή γωνίας συνημιτόνου (οπαλίζον γυαλί ή λευκό πλαστικό) μπροστά από το φωτοκύτταρο γιατί όταν η γωνία πρόσπτωσης είναι μεγάλη, το φωτοκύτταρο αποκλίνει από τον κανόνα συνημιτόνου
④ Ο μετρητής φωτισμού πρέπει να λειτουργεί σε θερμοκρασία δωματίου ή κοντά σε θερμοκρασία δωματίου (η μετατόπιση φωτοκυττάρων αλλάζει με τη θερμοκρασία)
Βαθμονόμηση του μετρητή lux:
Αφήστε το Ls να ακτινοβολήσει το φωτοκύτταρο κατακόρυφα → E=I/r2, αλλάξτε το r για να λάβετε την τιμή φωτορεύματος υπό διαφορετικό φωτισμό και μετατρέψτε την τρέχουσα κλίμακα στην κλίμακα φωτισμού με την αντίστοιχη σχέση μεταξύ E και i.
Μέθοδος βαθμονόμησης:
Χρησιμοποιώντας την τυπική λυχνία έντασης φωτός, στην απόσταση εργασίας της κατά προσέγγιση σημειακής πηγής φωτός, αλλάξτε την απόσταση l μεταξύ του φωτοκυττάρου και της τυπικής λυχνίας, καταγράψτε τις μετρήσεις του αμπερόμετρου σε κάθε απόσταση, υπολογίστε τη φωτεινότητα E με τον αντίστροφο τετραγωνικό νόμο του απόσταση E=I/r2 και υπολογίστε τη φωτεινότητα E κατά Αυτό μπορεί να πάρει μια σειρά από τιμές φωτορεύματος i με διαφορετικό φωτισμό και να κάνει την καμπύλη αλλαγής του φωτορεύματος i και της φωτεινότητας E, που είναι η καμπύλη βαθμονόμησης του φωτισμού μετρητής. Από αυτό, η βαθμονόμηση του μετρητή φωτισμού μπορεί να γίνει διαιρώντας τον επιλογέα του μετρητή φωτισμού.
Παράγοντες που επηρεάζουν την καμπύλη βαθμονόμησης:
Το φωτοκύτταρο και το γαλβανόμετρο πρέπει να βαθμονομηθούν εκ νέου όταν αντικατασταθούν το φωτοκύτταρο και το γαλβανόμετρο. ο μετρητής φωτισμού θα πρέπει να βαθμονομηθεί εκ νέου μετά από μια περίοδο χρήσης (γενικά 1-2 φορές μέσα σε ένα χρόνο). ο μετρητής φωτισμού υψηλής ακρίβειας μπορεί να βαθμονομηθεί με μια τυπική λάμπα έντασης φωτός. Το εύρος βαθμονόμησης του μετρητή φωτισμού μπορεί να αλλάξει από την απόσταση r και μπορούν επίσης να επιλεγούν διαφορετικοί τυπικοί λαμπτήρες και μπορεί να επιλεγεί ένα αμπερόμετρο μικρής εμβέλειας.
