סוגי מדי עוצמת הארה ועקרונות המדידה שלהם
סוגי מדי תאורה ועקרונות מדידה מד תאורה (או מד לוקס) הוא מכשיר המתמחה במדידת פוטומטריה ובהירות. מדידת עוצמת האור (הארה) היא מידת ההארה של עצם, כלומר היחס בין שטף האור המתקבל על פני העצם לאזור המואר. מד הארה מורכב בדרך כלל מתא פוטו-וולטאי סלניום או מתא פוטו-וולטאי סיליקון וממיקרו-אמפר.
עקרון מדידת מד אור:
תאי פוטו הם רכיבים אופטו-אלקטרוניים הממירים אנרגיית אור ישירות לאנרגיה חשמלית. כאשר האור פוגע במשטח התא הפוטו-וולטאי של הסלניום, האור הנכנס עובר דרך סרט המתכת 4 ומגיע לממשק בין שכבת הסלניום המוליך למחצה 2 לסרט המתכת 4, ויוצר אפקט פוטו-אלקטרי על הממשק. לגודל הפרש הפוטנציאל שנוצר יש קשר פרופורציונלי מסוים עם התאורה על פני השטח קולט האור של התא הפוטו-וולטאי. בשלב זה, אם מעגל חיצוני מחובר, זרם יזרום, וערך הזרם יצוין במיקרו-אמפר עם לוקס (Lx) כקנה המידה. גודל הפוטו-זרם תלוי בעוצמת האור הנכנס ובהתנגדות בלולאה. למד עוצמת ההארה יש התקן העברת הילוכים, כך שהוא יכול למדוד עוצמת הארה גבוהה ונמוכה כאחד.
סוגי מדי עוצמת הארה:
1. מד תאורה חזותית: לא נוח לשימוש, לא מאוד מדויק, בשימוש נדיר
2. מד תאורה פוטו-אלקטרי: מד תאורה פוטו-וולטאי סלניום בשימוש נפוץ ומד תאורה פוטו-וולטאי סיליקון
ההרכב ודרישות השימוש של מד הארה של תא פוטו:
1. הרכב: מיקרו-אמפר, כפתור הילוכים, כוונון נקודת אפס, מסוף, תא פוטו, מסנן תיקון V(λ) וכו'. תאים פוטו-וולטאיים של סלניום (Se) או תאים פוטו-וולטאיים מסיליקון (Si) משמשים בדרך כלל כמודי תאורה, הידועים גם כ-lux מטרים.
2. דרישות שימוש:
① תאים פוטו-וולטאיים צריכים להשתמש בתאים פוטו-וולטאיים בסלניום (Se) או בתאים פוטו-וולטאיים מסיליקון (Si) בעלי ליניאריות טובה; הם יכולים לשמור על יציבות טובה לאורך זמן ובעלי רגישות גבוהה; כאשר ה-E גבוה, השתמשו בתאים פוטו-וולטאיים בעלי התנגדות פנימית גבוהה, בעלי רגישות נמוכה וליניאריות טובה. , לא ניזוק בקלות מחשיפה לאור חזק
② יש בפנים מסנן תיקון V (λ), המתאים להארה של מקורות אור עם טמפרטורות צבע שונות ויש לו שגיאות קטנות.
③ הוסף מפצה זווית קוסינוס (זכוכית אופלסנט או פלסטיק לבן) לפני התא הפוטו-וולטאי. הסיבה היא שכאשר זווית האירוע גדולה, התא הפוטו-וולטאי חורג מחוק הקוסינוס.
④מד עוצמת ההארה צריך לעבוד בטמפרטורת החדר או קרוב לטמפרטורת החדר (סחיפה של תא הפוטו משתנה עם שינויי טמפרטורה)
כיול של מד אור:
עקרון כיול:
תן ל-Ls להאיר את תא הפוטו אנכית→E=I/r2. על ידי שינוי r, ניתן לקבל את ערכי הפוטו-זרם בתאורה שונה. הסולם הנוכחי מומר לסולם ההארה על סמך היחס המתאים בין E ל-i.
שיטת כיול:
השתמשו במנורה סטנדרטית לעוצמת אור כדי לשנות את המרחק l בין התא הפוטו-וולטאי למנורה הרגילה במרחק עבודה משוער של מקור האור הנקודתי, רשמו את קריאות מד הזרם בכל מרחק, וחשבו את עוצמת ההארה E לפי הריבוע ההפוך חוק המרחק E=I/r2, as זה יכול לקבל סדרה של ערכי פוטוזרם i עם עוצמת הארה שונה, ולצייר את עקומת השינוי של זרם הפוטו i ועוצמת ההארה E, שהיא עקומת הכיול של מד עוצמת ההארה. מתוך כך ניתן לדרג את החוגה של מד עוצמת ההארה, שהיא עקומת הכיול של מד עוצמת ההארה.
גורמים המשפיעים על עקומת הכיול:
יש לכייל מחדש תאי פוטו וגלוונומטרים בעת החלפה; יש לכייל מחדש את מד ההארה לאחר שימוש במשך תקופה מסוימת (בדרך כלל יש לכייל אותו 1-2 פעמים בשנה); ניתן לכייל מדי תאורה בעלי דיוק גבוה עם מנורות סטנדרטיות של עוצמת אור; להרחיב טווח הכיול של מד עוצמת ההארה יכול לשנות את המרחק r, או להשתמש במנורות סטנדרטיות שונות, וניתן להשתמש בגלונומטר בטווח קטן.
