照度計的測試原理和方法

1、.照度計的測試原理和方法1照度的測試原理照度是受照平面上接受的光通量的面密度。照度汁是用于測量被照面上的光照度的儀器，是光照度測量中用得最多的儀器之一。2照度計的結(jié)構(gòu)原理照度計由光度頭（又稱受光探頭，包括接收器、V（）對濾光器、余弦修正器）和讀數(shù)顯示器兩部分組成。其結(jié)構(gòu)見圖1。圖 1 照度計的結(jié)構(gòu)原理圖四、測量步驟和方法在工作房間內(nèi)，應(yīng)該在每個工作地點（如書桌、工作臺）測量照度，然后加以平均。對于沒有確定工作地點的空房間或非工作房間，如果單用一般照明，通常選 0.8m高的水平面測量照度。將測量區(qū)域劃分成大小相等的方格（或接近方形），測量每個方格中心的照度 Ei ，其平均照度等于各點照度的平均值

2、，即式中 Eav測量區(qū)域的平均照度，lx ；Ei每個測量網(wǎng)格中心的照度，lx ；N 測點數(shù)。'.照度均勻度是指規(guī)定表面上的最小照度與平均照度之比，即：式中 Emin指所測表面上的最小照度，lx 。本實驗中，可以房間所布置的測點面為指定表面，最小照度可認(rèn)為所測點中的最小照度值。測量房間每個方格的邊長為lm ，大房間可式中 Eav測量區(qū)域的平均照度，lx ；Ei每個測量網(wǎng)格中心的照度，lx ；N 測點數(shù)。照度均勻度是指規(guī)定表面上的最小照度與平均照度之比，即：式中 Emin指所測表面上的最小照度，lx 。本實驗中，可以房間所布置的測點面為指定表面，最小照度可認(rèn)為所測點中的最小照度值。測量房間

3、每個方格的邊長為lm ，大房間可取2 -4 m 。走道、樓梯等狹長的交通地段沿長度方向中心線布置測點，間距1 -2 m；測量平面為地平面或地面以上150mm 水平面。測點數(shù)目越多，得到的平均照度值越精確，不過也要花費更多的時間和精力。如果Eav 的允許測量誤差為±10%，可以用根據(jù)室形指數(shù)選擇最少測點的辦法減少工作量，兩者的關(guān)系列于表1。若燈具數(shù)與表給出的測點數(shù)恰好相等，則必須增加測點。表 1室形指數(shù)與測點數(shù)的關(guān)系室形指數(shù) Kr最少測點數(shù)室形指數(shù) Kr最少測點數(shù) 142 3161 29 325式中 L、 W為房間的長和寬，hr 為由燈具至測量平面的高度。當(dāng)以局部照明補充一般照明時，

4、要按人的正常工作位置來測量工作點的照度， 將照度計的光電池置于工作面上或進行視覺作業(yè)的操作表面上。發(fā)光強度單位坎德拉在物理學(xué)上是如何定義的？1967年法國第十三屆國際計量大會規(guī)定了以坎德拉、坎德拉/平方米、流明、勒克斯分別作為發(fā)光強度、 光亮度、 光通量和光照度等的單位， 為統(tǒng)一工程技術(shù)中使用的光學(xué)度量單位有重要意義。為了解和使用便利，以下將有關(guān)知識做一簡單介紹：名稱 單位 符號 定義光強度cd'.坎德拉(Candela) I = F/光源在指定方向的單位立體角內(nèi)發(fā)出的光通量。光亮度 cd/m2 表示發(fā)光面明亮程度的，指發(fā)光表面在指定方向的發(fā)光強度與垂直且指定方向的發(fā)光面的面積之比。光

5、通量lm流明(Lumen) F單位時間里通過某一面積的光能，稱為通過這一面積的輻射能通量。絕對黑體在鉑的凝固溫度下，從5.305*103 cm2面積上輻射出來的光通量為1lm 。為表明光強和光通量的關(guān)系，發(fā)光強度為1cd 的點光源在單位立體角（ 1 球面度） 內(nèi)發(fā)出的光通量為1lm 。光照度lx勒克斯(Lux) 被光均勻照射的物體， 距離該光源 1 米處， 在 1m2 面積上得到的光通量是 1lm 時，它的照度是 1lux 。習(xí)稱 “燭光米 ”。1. 燭光、國際燭光、坎德拉（ candela ）的定義在每平方米101325 牛頓的標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，面積等于1/60 平方厘米的絕對“黑體 ”（即能夠

6、吸收全部外來光線而毫無反射的理想物體），在純鉑（ Pt ）凝固溫度（約2042K 獲 1769 ）時，沿垂直方向的發(fā)光強度為1 坎德拉。并且，燭光、國際燭光、坎德拉三個概念是有區(qū)別的，不宜等同。 從數(shù)量上看， 60 坎德拉等于 58.8 國際燭光， 亥夫納燈的 1 燭光等于 0.885 國際燭光或 0.919 坎德拉。2. 發(fā)光強度與光亮度發(fā)光強度簡稱光強，國際單位是candela （坎德拉）簡寫cd 。Lcd 是指光源在指定方向的單位立體角內(nèi)發(fā)出的光通量。光源輻射是均勻時，則光強為I=F/ ， 為立體角，單位為球面度（ sr）,F 為光通量， 單位是流明， 對于點光源由 I=F/4。光亮度是

7、表示發(fā)光面明亮程度的，指發(fā)光表面在指定方向的發(fā)光強度與垂直且指定方向的發(fā)光面的面積之比，單位是坎德拉/平方米。 對于一個漫散射面，盡管各個方向的光強和光通量不同，但各個方向的亮度都是相等的。 電視機的熒光屏就是近似于這樣的漫散射面，所以從各個方向上觀看圖像，都有相同的亮度感。以下是部分光源的亮度值：單位cd/m2太陽： 1.5*10；日光燈：（ 5 10 ）*103；月光（滿月）： 2.5*103 ；黑白電視機熒光屏：120左右；彩色電視機熒光屏：80 左右。3. 光通量與流明光源所發(fā)出的光能是向所有方向輻射的，對于在單位時間里通過某一面積的光能，稱為通過這一面積的輻射能通量。 各色光的頻率不

8、同， 眼睛對各色光的敏感度也有所不同，即使各色光的輻射能通量相等，在視覺上并不能產(chǎn)生相同的明亮程度，在各色光中， 黃、綠色光能激起最大的明亮感覺。 如果用綠色光作水準(zhǔn)， 令它的光通量等于輻射能通量，則對其它色光來說，激起明亮感覺的本領(lǐng)比綠色光為小，光通量也小于輻射能通量。光通量的單位是流明，是英文 lumen 的音譯，簡寫為 lm。絕對黑體在鉑的凝固溫度下，從5.305*103 cm2面積上輻射出來的光通量為 1lm 。為表明光強和光通量的關(guān)系， 發(fā)光強度為1 坎德拉的點光源在單位立體角（ 1 球面度）內(nèi)發(fā)出的光通量為1 六名。一只 40W的日光燈輸出的光通量大約是2100流明。'.4

9、. 光照度與勒克斯光照度可用照度計直接測量。光照度的單位是勒克斯，是英文lux 的音譯，也可寫為lx。被光均勻照射的物體，在1 平方米面積上得到的光通量是1 流明時，它的照度是1 勒克斯。有時為了充分利用光源，常在光源上附加一個反射裝置，使得某些方向能夠得到比較多的光通量，以增加這一被照面上的照度。例如汽車前燈、手電筒、攝影燈等。以下是各種環(huán)境照度值：單位lux黑夜： 0.001 0.02 ；月夜： 0.02 0.3 ；陰天室內(nèi)：5 50 ；陰天室外：50 500 ；晴天室內(nèi)：100 1000 ；夏季中午太陽光下的照度：約為 10*9 次方；閱讀書刊時所需的照度：50 60 ；家用攝像機標(biāo)準(zhǔn)照

10、度：1400 。亮度與照度單位換算關(guān)系（1 ）當(dāng)光源照射在一個物體上時，我們可以測出哪是光源發(fā)射的（Lumvnance?D亮度）或哪是物體反射的（ Illuminance?D 照度 ）。（2 ）照度取決于物體的反射特性。它非常類似于照片，它測量的僅僅是反射光。它通用的單位是勒克斯。（3 ）然而， EL 燈是一個光源：它應(yīng)當(dāng)用亮度單位來表示，也就是fL（英尺朗伯）或 cd/m2 ，也稱為 “nits。”有些工程師更傾向于用 fL，而國際標(biāo)準(zhǔn)組織常用 nits 。nits 與 fL 轉(zhuǎn)換的公式為： 1nits ×0.2919=1 fL；和 1fL ×3.426=1nits 注；

11、這些因數(shù)由pi （）和 m2/ft2 （ 0.0929）導(dǎo)出。（4 ）很明顯，用勒克斯是一個不正確的單位，從勒克斯也不能轉(zhuǎn)換成其它單位。1Lux=1lumenpersquaremeter= 0.0929footcandle1 footcandle=1lumenper squarefoot=10.764Lux1 footLambert=3.426candelasper squaremeter ( nit) 1nit ( candelaspersquaremeter)=0.2919footLambert光通量光通量（ Luminous flux ）：即一光源所放射出光能量的速率或光的流動速率（Fl

12、owarte ），為說明光源發(fā)光的能力的基本量，單位為流明（Lumen ）。例如一個 100瓦（ W ）的燈泡可產(chǎn)生1,750lm ，而一支 40W 冷白日光燈管則可產(chǎn)生3,150lm的光通量。根據(jù)定義， 1lm 為發(fā)光強度（ l）1cd 的均勻點光源在 1球面度立體角內(nèi)發(fā)出的光通量。發(fā)光強度發(fā)光強度 （Luminous intensity, Candlepower ）：發(fā)光強度簡稱光度，系指從光源一個立體角（單位為 sr）所放射出來的光通量， 也就是光源或照明燈具所發(fā)出的光通量在空間選定方向上分布密度，單位為燭光 （ Candleor Candela, cd）。發(fā)光強度為 1cd 的光源可放

13、射出 12.57lm的光通量。照度 照度（ luminance ）：受照平面上接受光通量的密度，可用每一單位面積的光通量來測量。1lm 的光通量均勻分布在1 平方公尺（m2 ）的表面，即產(chǎn)生1 勒克斯（ Lux, 環(huán)保技術(shù) > 照度計）的照度； 1lm 的光通量落在1 平方英尺（ ft2 ）的表面，其照度值為 1 尺燭光（ Footcandle, fc）。輝度 亮度 輝度或亮度（ luminance, Brightness ）：當(dāng)人眼目視某物所看到的，可以兩種方式表達：一用于較高發(fā)光值者如光源或燈具，直接以其發(fā)光強度來表示；另一則用于本身不發(fā)光只反射光線者如：室內(nèi)表面或一般物體，以亮度表

14、示。亮度即被照物每單位面積在某一方向上所發(fā)出或反射的發(fā)光強度，用以顯示被照物的明暗差異，公制單位為燭光 /平方公尺（ Candela/m2, cd/m2 ）或尼特（ nit ），英制單位為英尺朗伯（ Footlambert, fl）。'.反射率反射率（ Reflectanceorreflectionfactor ）：某表面的亮度取決于落于其上的光量與該表面所能反射光線的能力；其所能反射的光的多寡與分布形式則取決于該材料表面的性質(zhì)，以反射光與入射光的比值來表示，稱為該材料表面的反射比或反射率（% ）。完美的黑色表面的反射比為0，亦即無論多少光落于其上皆無亮度產(chǎn)生而全被吸收；反之，完美白色表面的反射比為1 （反射率 100% ，吸收率 0% ）。反射比的測量，首先，將照度計置于物體表面讀出其表面照度值Ei （ Incidentlight ），再將照度值置于其上 5-8cm（感光部分朝該表面且確定無陰影遮擋），即可測出其所反射的照度值Er（Reflectedlight ），表面照度除反射照度所得之商即為該材料表面的反射