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專門用于測量光度、亮度的儀器儀表（照度計）的工作原理及使用方法

2011-07-05

專門用于測量光度、亮度的儀器儀表（照度計）的工作原理及使用方法

照度計的使用方法及原理

照度計(或稱勒克斯計)是一種專門測量光度、亮度的儀器儀表。就是測量光照強度(照度) 是物體被照明的程度，也即物體表面所得到的光通量與被照面積之比。照度計通常是由硒光電池或硅光電池和微安表組成。
照度計測量原理:　　

光電池是把光能直接轉(zhuǎn)換成電能的光電元件。當(dāng)光線射到硒光電池表面時，入射光透過金屬薄膜4到達半導(dǎo)體硒層2和金屬薄膜4的分界面上，在界面上產(chǎn)生光電效應(yīng)。產(chǎn)生電位差的大小與光電池受光表面上的照度有一定的比例關(guān)系。這時如果接上外電路，就會有電流通過，電流值從以勒克斯（Lx）為刻度的微安表上指示出來。光電流的大小取決于入射光的強弱和回路中的電阻。照度計有變檔裝置，因此可以測高照度，也可以測低照度。

照度計的種類：

　　1.目視照度計：使用不便，精度不高，很少使用

　　2.光電照度計：常用硒光電池照度計和硅光電池照度計

　　光電池照度計的組成與使用要求：

　　1.組成:微安表、換擋旋紐、零點調(diào)節(jié)、接線柱、光電池、V(λ)修正濾光器等組成。

　　常用硒(Se)光電池或硅(Si)光電池照度計,又稱勒克斯表

　　2.使用要求：

　　①光電池應(yīng)用直線性好的硒(Se)光電池或硅(Si）光電池;長時間工作仍能保持良好的穩(wěn)定性,且靈敏度高;高E時選用高內(nèi)阻的光電池,其靈敏度低而線性好,受強光照射不易受損

　　②內(nèi)付有V(λ)修正濾光片,適宜用異色溫光源的照度,誤差小

　　③光電池前加一塊余弦角度補償器(乳白玻璃或白色塑料)原因是入射角大時,光電池偏離余弦定則

　　④照度計應(yīng)工作在室溫或接近室溫下(光電池漂移隨溫度改變而發(fā)生改變）

照度計的定標(biāo)：

　　定標(biāo)原理：

　　使Ls垂直照射光電池→ E＝I/r2，改變r可得不同照度下的光電流值，由E與i的對應(yīng)關(guān)系將電流刻度轉(zhuǎn)換為照度刻度。

　　定標(biāo)方法：

　　利用光強標(biāo)準燈,在近似點光源的工作距離下,改變光電池與標(biāo)準燈的距離l,記錄下各個距離下的電流計的讀數(shù),由距離平方反比定律E=Ｉ/r2計算光照度E,由此可以得到一系列不同照度的光電流值i,作光電流i與照度E的變化曲線,即為照度計的定標(biāo)曲線由此可對照度計表盤進行分度即為照度計的定標(biāo)

　　影響定標(biāo)曲線的因素：

　　光電池和電流計更換時需重新定標(biāo);照度計使用一段時間后應(yīng)對照度計重新進行定標(biāo)(一般一年內(nèi)應(yīng)檢定1-2次);高精度的照度計可用光強標(biāo)準燈進行檢定;擴大照度計的定標(biāo)量程可改變距離r,也可選用不同的標(biāo)準燈,選用小量程的電流計 .

照度計的使用步驟：

　　①打開電源。

　　②打開光檢測器蓋子，并將光檢測器水平放在測量位置。

　　③選擇適合測量檔位。

　　如果顯示屏左端只顯示“1”，表示照度過量，需要按下量程鍵（⑧鍵），調(diào)整測量倍數(shù)。

　　④照度計開始工作，并在顯示屏上顯示照度值。

　　⑤顯示屏上顯示數(shù)據(jù)不斷地變動，當(dāng)顯示數(shù)據(jù)比較穩(wěn)定時，按下HOLD鍵（⑧鍵），鎖定數(shù)據(jù)。

　　⑥讀取并記錄讀數(shù)器中顯示的觀測值。觀測值等于讀數(shù)器中顯示數(shù)字與量程值的乘積。

　　比如：屏幕上顯示500，右下角顯示狀態(tài)為“×2000”，照度測量值為1000000lx，即（500×2000）。

　　⑦再按一下鎖定開關(guān)，取消讀值鎖定功能。

　　⑧每一次觀測時，連續(xù)讀數(shù)三次并記錄。

　　⑨每一次測量工作完成后，按下電源開關(guān)鍵，切斷電源。

　　⑩蓋上光檢測器蓋子，并放回盒里。

照度計一般要求:

　　● 體積小、重量輕 (Compact Size、Light Weight)

　　照度計使用的機會非常廣泛，運用的時機也常在不同的場所，所以可攜帶式體樍小、重量輕為照度計的第一先決條件。

　　● 準確度﹝Accuracy﹞

　　照度計的良莠與否，和它的準確度有絕對的關(guān)系。當(dāng)然也和它的價格息息相關(guān)，因此以合理的價格買個準確度較高的照度計實有必要，一般以誤差不超過±15%為宜。

　　● 色彩補償 ﹝Color Compensation﹞

　　光源的種類包羅萬象，有些偏重波長較長的的紅色系高壓燈，或波長較短藍紫色系如Daylight日光燈；也有分布比較平均的如白熾燈泡系列，同一照度計對不同的波長其靈敏度可能略有不同，故適度的補償屬必要。

　　● 余弦補償﹝Cosine Compensation﹞

　　大家都知道，受照面的亮度與光源的入射角度有關(guān)。相同的道理，在用照度計做測量時，感應(yīng)器﹝Sensor﹞與光源入射角度自然會對照度計的讀值有影響。所以一個好的照度計是否有余弦補償?shù)墓δ軐嵲诓豢珊雎浴?

照度計注意事項：

　　2.使用要求：

　　②內(nèi)付有V(λ)修正濾光片,適宜用異色溫光源的照度,誤差小

　　③光電池前加一塊余弦角度補償器(乳白玻璃或白色塑料)原因是入射角大時,光電池偏離余弦定則

　　④照度計應(yīng)工作在室溫或接近室溫下(光電池漂移隨溫度改變而發(fā)生改變）

　　照度計的定標(biāo)：

　　定標(biāo)原理：

　　使Ls垂直照射光電池→ E＝I/r2，改變r可得不同照度下的光電流值，由E與i的對應(yīng)關(guān)系將電流刻度轉(zhuǎn)換為照度刻度。

　　定標(biāo)方法：

　　影響定標(biāo)曲線的因素：

照度計的作用：

　　照度與人們的生活有著密切的關(guān)系。充足的光照，可防止人們免遭意外事故的發(fā)生。反之，過暗的光線可引起人體疲勞的程度遠遠超過眼睛的本身。因此，不適或較差的照明條件是造成事故和疲勞的主要原因之一。現(xiàn)有統(tǒng)計資料表明，在所有職業(yè)勞動的事故中約有30％是直接或間接因光線不足所造成的。對體育場（館）的光照要求是非常嚴格的，光照過強或過暗都會影響比賽的效果。

　　那么，人們居住的室內(nèi)對照度的衛(wèi)生學(xué)要求是如何呢？照度是在衛(wèi)生學(xué)中一項十分重要的指標(biāo)。光是指能引起人眼睛光亮感覺的電磁輻射，當(dāng)光線進入眼睛后可產(chǎn)生的知覺稱為視覺。人們所見的光是指可見光，其波長范圍在380～760nm（納米）之間。

　　目前采光可分為自然采光和人工光源兩大類。自然采光是指室內(nèi)和地區(qū)的天然照度，有直接的日光照散射光和周圍物體的反射光，常用采光系數(shù)和自然照度表示。而采光系數(shù)是指采光口的有效面積與室內(nèi)地面面積之比。一般住宅的采光系數(shù)在1／5～1／15之間，居住面積比在1／8～1／10之間（窗面積／室內(nèi)地面面積）。自然照度系數(shù)是用于評價自然光的照度水平。它是反映室內(nèi)的和同時從室外來的光照射關(guān)系。也反映出當(dāng)?shù)毓鈿夂颍ㄗ匀还饽茉春蜌夂虻年柟庹斩戎笜?biāo)的總和）。

　　為保障人們在適宜的光照下生活，我國制定了有關(guān)室內(nèi)（包括公共場所）照度的衛(wèi)生標(biāo)準。如在公共場所商場（店）的照度衛(wèi)生標(biāo)準≥100Lx；圖書館、博物館、美術(shù)館、展覽館臺面照度的衛(wèi)生標(biāo)準≥100Lx；公共浴室照度衛(wèi)生標(biāo)準≥50Lx；浴室（淋、池、盆浴）≥30Lx，桑那浴室≥30Lx.國外有關(guān)室內(nèi)照度的標(biāo)準，如德國推薦幾種額定光強，辦公室包括文書工作區(qū)為300Lx，打字，繪圖工作為750Lx；在工廠，生產(chǎn)線上的視覺工作的照度要求為1000Lx；酒店、公共房間為200Lx；接待點、出納柜為200Lx；商店的櫥窗為1500～2000Lx；醫(yī)院病房為150～200Lx，緊急治療區(qū)為500Lx；學(xué)校、教室為400～700Lx；食堂、室內(nèi)健身房為300Lx等。

　　對于照度大小的測量方法，一般用照度計測量。照度計可測出不同波長的強度（如對可見光波段和紫外線波段的測量），可向人們提供準確的測量結(jié)果。

　　總之，照度與人體健康，尤其是對眼睛的保健有著極其重要的衛(wèi)生學(xué)意義。

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