3 Тақырып. Жарықтехникалық өлшеулер

Қарастырылатын сұрақтар:

1. Интегралды белсенді және тиімді ағындарды өлшеу.

2. Селективті фотоэлементтері бар аспаптар: Ю-116 және Ю-117 люксметрлер, олардың құрылымдары, электрлік және оптикалық сұлбалары.

3. Ю-116 және Ю-117 люксметрлер сипаттамалары.

Дәрістің қысқаша жазбасы:

Жарық-техникалық қонырғыларды есептеуде сәулелену энергиясын қабылдағыштардың да қасиеттерін білу және есепке алу қажет болады.

Энергия қабылдағыштың сәулелену ағынына реакциясы сезгіштік деп аталады. Сәулелену энергиясын қабылдағыштардың интегралдық және спектрлік сезгіштігі олрдың негізгі энергетикалық сипаттамалары болады. Энергия қабылдағыштың интегралдық сезгіштігі, энергияның тиімді бөлігінің W_э қабылдағышқа түсетін барлық сәулелену энергиясына W қатынасымен сипатталады:

мұндағы W_э – сәулеленудің тиімді энергиясы, яғни Wта энергияның басқа пайдалы энергия түріне түрлендірілген бөлігі;

W – қабылдағышқа түсетін барлық сәулелену энергиясы; с - Wэ энергияның өлшем бірлігін таңдап алумен анықталатын коэффициент.

Энергия қабылдағыштардың біртекті (монохромат) сәулелерге сезгіштігін бағалау үшін спектрлік сезгіштік деген түсініктеме енгізілді. Тиімді түрлендірілген біртекті сәулелену ағынының қабылдағышқа түсетін толық монохромат ағынға қатынасы спектрлік сезгіштік деп аталады:

мұндағы dF_λ – мәлім толқын ұзындығында біртекті сәулеленудің тиімді ағыны; dФ_λ - мәлім толқын ұзындығында біртекті сәулеленудің толық ағыны.

Есептеуді және сәулелену энергиясын түрлендіру процесін сандық бағалауды жеңілдету үшін тиімді ағын түсініктемесі енгізілген. Сәулелену энергиясын қабылдағыштың сәулеленуге реакциясының деңгейі бойынша бағаланатын сәулелену қуаты тиімді ағын деп аталады.

Энергия қабылдағыштың реакциясы бiртектi сәулелену ағынының тап осы толқын ұзындығындағы қабылдағыштың спектрлiк сезгiштiгiне көбейтiндiсiне пропорционал болады. Осы көбейтiндi тиiмдi ағын болып есептеледi, яғни энергия қабылдағыштың сәулеленуге реакциясының деңгейi бойынша бағаланылған сәулелену ағыны:

Жалпы жағдайда тұтас спектрлі сәулеленуге тиімді ағынның сандық мәнін мына өрнек бойынша анықтауға болады:

Салыстырмалы спектрлік сезгіштік түсініктемесін пайдаланып тиімді ағынды мына өрнекпен анықтауға болады:

Тиімді ағынның өлшем бірлігін таңдап алу энергия қабылдағыштың типіне және оның реакция өлшеміне (фотоэлемент тізбегіндегі ток, фотохимиялық реакцияның жылдамдығы және т. б.) байланысты болады.

Люксметр - жазықтықта жарықталынуды өлшеуге арналған прибор. Ю-116 және Ю-117 маркалы люксметрлер жиі пайданылады. Ю-116 люксметр BL селенді фотоэлементтен және РА микро амперметрден тұрады (3.1 сурет).

SA1 немесе SA2 аустырып-қосқыштың көмегімен R1 немесе R2 кедергіні микроамперметрге паралель жалғаумен прибор шкаласының өлшеу шегін өзгертуге болады.

Люксметрдің құрамында өлшенетін жарық ағынының диапазонын кеңейтуге арналған жұту коэффициенттері әр түрлі болатын М-10, Р-100 және Т-100 типті үш жарықсүзгілер және бұрыштық қателікті азайтуға арналған пластмассадан жартылай сфера ретінде жасалған арнайы құрылғы болады.

Люксметрдің өлшеу диапазоны - 5...105 лк; негізгі қателігі - өлшенетін шамадан - 10 %.

Ю-117 люксметрде кіші деңгейлі жарықталынуды өлшеуге мүмкіншілік беретін транзисторлы күшейткіш болады. Бұл люксметрдің өлшеу диапазоны - 0,1... 105 лк.

3.1 сурет – Ю-116 люксметрдің негізгі сұлбасы.

Оптикалық сәулеленуді өлшейтін қабылдағыштардың сипаттамалары олардың пайдалану орындарын және өлшейтін құрылғылардың құрастырылымы мен сапасын анықтайды.

Мұндай қабылдағыштардың интегралды және спектрлік сезгіштігі, жарық немесе фотоэлектрлік сипаттамасы, вольт-амперлік сипаттамасы, бұрыштық сипаттамасы, жиіліктік сипаттамасы, инерциялығы, шаршауы және ескіруі олардың негізгі сипаттамалары болып табылады.

Қабылдағыштың сезгіштігі - оның реакциясын (ток, кернеу) сипаттайтын шаманың осы реакцияны тудыратын шамаға (сәулелену ағыны) қатынасы. Қабылдағыштың күрделі (бейбіртекті) сәулеленуге сезгіштігі интегралды, ал біртекті (монохромат) сәулеленуге сезгіштігі спектрлік деп аталады.

Қабылдағыштардың сезгіштігі жұмыста тұрақты және сыртқы әсерлерден (температура, ылғалдық, электр және магнит өрістері) тәуелсіз болуы керек.

Фотоэлектрлік сипаттама - қабылдағыш фототогының оған түсетін сәулелену ағынына тәуелділігі.

Вольт-амперлік сипаттама - сәулелену ағыны тұрақты болғанда қабылдағыш фототогының оны қоректендіретін кернеуге тәуелділігі.

Бұрыштық сипаттама қабылдағыш реакциясының оның қабылдайтын бетіне тұрақты сәулелену ағынының түсу бұрышына тәуелділігін анықтайды. Қабылдағыштың қажетті бұрыштық сипаттамасын алу үшін жартылай сфера немесе қуыс шар түрінде жасалынған арнайы құрылғылар пайдаланылады. Олар пластмассадан немесе күңгірт шыныдан дайындалады.

Жиіліктік сипаттама - қабылдағыш реакциясының оған түсетін сәулелену ағынының өзгеру жиілігіне тәуелділігі.

Сәулеленуді қабылдағыштың инерциялығы - қабылдағыш реакциясы кезінің оған түсетін сәулелену ағынының өзгеру кезінен кешігіп артта қалуы.

Сәулеленуді қабылдағыштың шаршауы - ұзақ уақыт сәулелендіргенде оның сезгіштігінің төмендеуі. Фотоэлектрлік қабылдағыштардың шаршауы - қайтымды құбылыс. Қараңғыда 2...20 сағат ішінде демалғаннан кейін қабылдағышттардың сезгіштігі қайтадан қалпына келеді.

Ескіру - уақыт өткен сайын қабылдағыштың сезгіштігінің қайтымсыз өзгеруі (жиірек төмендеуі).

Бақылау сұрақтары:

1. Сезгіштік деген не? Оның түрлері.

2. Интегралдық сезгіштік қалай анықталады?

3. Спектрлiк сезгіштік қалай анықталады?

4. Ю-116 люксметрдің құрылымы мен жұмыс принципі.

5. Ю-116 және Ю-117 люксметрлер сипаттамалары.

Ұсынылатын әдебиеттер:

1. Өтешев Ө.Ө, Сейітов І. А. Электрлік жарықтандыру - Алматы.: Казмемагру, 2000.

2. Жилинский Ю.М., Кумин В.Д. Электрическое освещение и облучение. - М.: Колос,1982.-272 с.

3. Живописцев Е.Н., Косицын О.А. Электротехнология и электрическое освещение. М.: Агропромиздат,1990.-246 с.

4. Козинский В.А. Электрическое освещение и облучение. - М.: Агропромиздат, 1991.-239 с.

5. Справочная книга по светотехнике / Под редакцией Ю.Б. Айзенберга. -М.: Энергоатомиздат,1995.-472 с.