光照度計實驗

1、-作者xxxx-日期xxxx光照度計實驗【精品文檔】實驗三、光照度計設(shè)計實驗一、實驗目的1、了解和掌握光電池在光照度計上的應用原理2、了解和掌握光照度計結(jié)構(gòu)原理3、了解和掌握光照度計電路設(shè)計原理二、實驗內(nèi)容1、光照度計測量光照度實驗2、光照度計設(shè)計實性驗三、實驗儀器1、光電創(chuàng)新實驗儀主機箱2、光照度計&光功率計設(shè)計模塊3、照度計探頭4、連接線4、萬用表四、實驗原理光照度是光度計量的主要參數(shù)之一，而光度計量是光學計量最基本的部分。光度量是限于人眼能夠見到的一部分輻射量，是通過人眼的視覺效果去衡量的，人眼的視覺效果對各種波長是不同的，通常用V（）表示，定義為人眼視覺函數(shù)或光譜光視效率。因此，光照度

2、不是一個純粹的物理量，而是一個與人眼視覺有關(guān)的生理、心理物理量。光照度是單位面積上接收的光通量，因而可以導出：由一個發(fā)光強度I的點光源，在相距L處的平面上產(chǎn)生的光照度與這個光源的發(fā)光強度成正比，與距離的平方成反比，即： 式中：E光照度，單位為Lx； I光源發(fā)光強度，單位為cd； L距離，單位為m。光照度計是用來測量照度的儀器，它的結(jié)構(gòu)原理如下圖所示：圖 3-1圖中D為光探測器，圖3-2為典型的硅光探測器的相對光譜響應曲線；C為余弦校正器，在光照度測量中，被測面上的光不可能都來自垂直方向，因此照度計必須進行余弦修正，使光探測器不同角度上的光度響應滿足余弦關(guān)系。余弦校正器使用的是一種漫透射材料，當

3、入射光不論以什么角度射在漫透射材料上時，光探測器接收到的始終是漫射光。余弦校正器的透光性要好；F為V（）校正器，在光照度測量中，除了希望光探測器有較高的靈敏度、較低的噪聲、較寬的線性范圍和較快的響應時間等外，還要求相對光譜響應符合視覺函數(shù)V（），而通常光探測器的光譜響應度與之相差甚遠，因此需要進行V（）匹配。匹配基本上都是通過給光探測器加適當?shù)臑V光片（V（）濾光片）來實現(xiàn)的，滿足條件的濾光片往往需要不同型號和厚度的幾片顏色玻璃組合來實現(xiàn)匹配。當D接收到通過C和F的光輻射時，所產(chǎn)生的光電信號，首先經(jīng)過I/V變換，然后經(jīng)過運算放大器A放大，最后在顯示器上顯示出相應的信號定標后就是照度值。圖3-2

4、硅光電探測器光譜特性曲線圖3-3 光譜視覺曲線照度測量的誤差因素1）照度計相對光譜響應度與V（）的偏離引起的誤差。2）接收器線性：也就是說接收器的響應度在整個指定輸出范圍內(nèi)為常數(shù)。3）疲勞特性：疲勞是照度計在恒定的工作條件下，由投射照度引起的響應度可逆的暫時的變化。4）照度計的方向性響應。5）由于量程改變產(chǎn)生的誤差：這個誤差是照度計的開關(guān)從一個量程變到鄰近量程所產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差。6）溫度依賴性：溫度依賴性是用環(huán)境溫度對照度頭絕對響應度和相對光譜響應度的影響來表征。7）偏振依賴性：照度計的輸出信號還依賴于光源的偏振狀態(tài)。8）照度頭接收面受非均勻照明的影響。五、注意事項1、不得扳動面板上面元器件，以免造成電路損壞，導致實驗儀不能正常工作。2、說明：輸入“+” “-”為探頭輸入端、輸出“+” “-”為照度計輸出電壓測試點。 X1、X10、X100開關(guān)為放大倍數(shù)切換開關(guān)。六、實驗步驟1、照度計探頭紅黑插座對應接到實驗模塊上輸入端“+” “-”。2、萬用表紅黑表筆對應接到實驗模塊上輸出端“+” “-”。3、放大倍數(shù)切換開關(guān)撥至X1擋，向上撥。4、打開電源開關(guān)，觀察萬用表指示數(shù)值。5、改變不同光照度和放大倍數(shù)，觀察萬用表指示數(shù)值變化。6、關(guān)閉電源。七、設(shè)計性實驗光照度計電路原理圖如下：U1對光電池輸出電流進行I/V變換，將光電流轉(zhuǎn)換為電壓，K