1.2. Основы световых измерений

Для световых измерений используются физические приемники оптиче­ского излучения (ФПИ):

- фотоэлектрические: фотоэлементы, фоторезисторы, фотоумножители;

- фотохимические – различные фото­материалы;

- тепловые – термоэлектрические преобразо­ватели.

Каждый из ФПИ преобразует поглощенную энергию из­лучения в другой вид энергии: электрическую (ток, напряжение), химическую (почернение фотоматериала под действием поглощен­ного излучения) и др.

В лабораторных условиях и эксплуатационной практике для измерения освещенности применяются люксметры. Принципиальная схема люксметра показана на рис. 1.4,а.

Люксметр состоит из фотоэле­мента 1, подключенного к гальванометру 2. Гальванометр может шунтироваться сопротивлениями R1 и R2 при помощи переключа­телей 3. Чувствительная часть фотоэлемента может прикрываться специальными насадками 4. Использование шунтов и насадок позволяет изменять пределы измерений освещенности.

а) б)

Рис. 1.4. Принципиальная схема люксметра (а), измерение светового потока с помощью фотометрического шара (б)

Измерение переносным люксметром проводится следую­щим образом. Фотоэлемент располагается в той плоскости, освещенность которой измеряется. Искомая освещенность определяется по отклонению стрелки гальванометра.

Люксметры периодически проверяют и градуируют с помощью источника света, характеристики которого известны.

Измерения с помощью люксметра достаточно точны, когда спектральный состав излучения источника, применяемого при градуи­ровке люксметра, близок к спектральному составу источников, освещенность от которых измеряется. Если указанные спектральные составы сильно отличаются, необходимо применять фотоэлемент с коррегирующим светофильтром. Например, если градуировка производилась при помощи лампы нака­ливания, а освещенность нужно измерять от люминесцент­ного источника света, измерения без коррегирующего светофильтра могут иметь по­грешности, превышающие 10 %.

Измерение освещенности, создаваемой осветительными установками на промышленных предприятиях, с помощью переносного люксметра представляет собой до­статочно простое и быстро выполнимое действие. Погреш­ность измерения освещенности составляет не более ±10 %. Для периодического контроля условий освещенности рабо­чих мест в промышленности такая ошибка вполне допу­стима.

Для измерения светового потока источников света служит шаровой фото­метр – фотометрический шар (шар Ульбрихта). Схематиче­ский разрез его показан на рис. 1,4,б.

Шаровой фотометр − полый шар, внутренняя поверхность которого выкрашена бе­лой рассеянно отражающей свет краской. Шар имеет дверку, позволяющую помещать источник света (И) внутри шара. Дверка является частью шаровой поверхности, внутренняя сторона дверки окрашена бе­лой рассеянно отражающей свет краской.

Шар имеет небольшое отверстие, закрытое молочным стеклом (МС). Внутри шара поме­шается экран (Э), кото­рый защищает молочное стекло от прямых потоков источника света. За молочным стеклом располагается фотоэлемент (ФЭ), в цепь которого включен градуированный в люменах гальванометр (Г), показывающий результат измерения.