Цепь работы: овладеть методикой измерения освещённости Оценить
погрешность измерения.
Задание: Со светоизмерительной лампой типа R-63 исследовать закон квадрата расстояния для освещённости при заданном интервале
расстояния и начальной точкой отсчёта (табл. 2.2) В контрольной
точке, расположенной вблизи двухметровой отметки, снять
зависимость фототока от угла падения луча на фотоэлемент с
полусферической и плоской насадкой. Изучить конструкции
светоизмерительных приборов.
Программа и методика исследования
1 Изучить принцип работы и конструкции фотоизмерительных приборов, используя инструкции к приборам и литературу [1,2] Дать краткое описание и принципиальные схемы исследуемых приборов и фотоэлементов
2 Ознакомиться со светоизмерительной скамьёй. Дать в отчёте её общую и принципиальную схемы (рис 21; 2 2).Вписать в табл 0 1 и 0.2 данные приборов и объектов исследований
3 Провести замеры освещённости в точках указанных в задании, с помощью коррелированного селеновового фотоэлемента. Коэффициент ослабления полусферической насадки определяется по отношению
|
|
; К0 принять равным 3. (11.1)
Фотоэлемент 5 устанавливается в первой от лампы заданной точке параллельно плоскости щитка 3
Включить стенд выключателем QF и реостатом R установить напряжение равное номинальному напряжению исследуемой лампы
Таблица 11.1. Характеристика светоизмерительной лампы.
Тип | Мощность, Вт | Номинальное напряжение лампы, В | Осевая сила света, кд |
R-63 |
№ группы | Интервалы, м | № бригады. | |||||||||||
первая точка, м | |||||||||||||
0,40 | 0,90 | 0,95 | 1,00 | 1,05 | 1,10 | 1,15 | 1,20 | 1,25 | 1,30 | 1,35 | 1,40 | 1,45 | |
0,45 | 1,05 | 1,10 | 1,15 | 1,20 | 1,25 | 1,30 | 1,35 | 1,40 | 1,45 | 1,50 | 1,95 | 1,00 | |
0,50 | 1,00 | 1,05 | 1,10 | 1,15 | 1,20 | 1,25 | 1,30 | 1,35 | 1,40 | 1,45 | 0,90 | 0,95 |
Рис. 11.1. Измерительная скамья: 1- блок питания с автоматом QF; 10 – регулировочный реостат; 2 – светоизмерительная лампа; 3 - щиток с окном “0”; 4 – заслонка окна; 5 – фотоэлемент; 6 – микроамперметр с переключателем; 7 - направляющие рейки; 8 – угломер.
Рис. 2.2. Электрическая схема стенда.
EL - образцовая лампа, BL - коррегированный фотоэлемент.
В каждой точке проводятся два замера с открытым и закрытым окном щитка. При этом необходимо следить, чтобы во время каждого такого замера освещённость в помещении лаборатории не изменялась Данные замеров заносятся в табл. 11.3. Количество точек замера определяется интервалом и длиной скамьи.
Таблица 11.3. Измерение освещённости фотоэлемента.
№ точки | L | I1 | I2 | ΔI | E | Eр | ΔE | ΔE% |
Ед. изм. | м | мкА | лк | % | ||||
L - расстояние от источника, м; I1, I2 - показание микроамперметра при открытом и закрытом окне щитка, ΔI - разность этих показаний, умноженная на коэффициент ослабления Ко.
|
|
4. Определить освещенность по показаниям микроамперметра:
где Кфэ=133 мкА/лм - чувствительность фотоэлемента;
Афэ=25∙10-4, м2 –площадь фотоэлемента.
Погрешность не должна превышать ±10%.
5. Далее проводится измерение показаний микроамперметра при различных углах падения света без полусферического рассеивателя и с ним Данные заносятся в табл.11.4. При этом (113)
где Iά=0 - осевая сила света источника кд (табл. 11.4).
β - угол падения луча на фотоэлемент.
Строится график Еp = f(β) значение Е наносится условными знаками
(“Δ”, ”*”). При использовании полусферической насадки следует учесть К0.
Построить так же Зависимость Еp = f(L).
ΔЕ = Ер – Е
Таблица № 4. Угловая погрешность фотоэлемента.
Угол падения β | ||||||||||
Ер | ||||||||||
Плоская насадка | I1 | |||||||||
I2 | ||||||||||
ΔI | ||||||||||
Е | ||||||||||
ΔЕ% | ||||||||||
Полусферическая насадка | I1 | |||||||||
I2 | ||||||||||
ΔI | ||||||||||
Е | ||||||||||
ΔЕ% |
6. Провести проверку люксметров в лаборатории Проверка производится на фотометрической скамье вблизи отметки - 2м: в выбранной точке устанавливается фотоэлемент люксметра и проводится измерение освещенное: при открытом Е0 и закрытом Е3 окне щитка. Данные измерения и вычисления тарировочных коэффициентов вносятся в табл. 11.5.
Таблица 11.5. Тарировка люксметров L=____м; Ер=____лк
тип прибора | Ю-16 | Ю-117 | ЛКП |
№ | |||
Е0, лк | |||
Е3, лк | |||
ΔЕ, лк | |||
КТ2 |
В таблице 11.5. ΔЕ=Е0-Е3 (включена и выключена лампа).
КТ2=Ер/ΔЕ - тарировочный коэффициент люксметра.
Ер - освещенность из табл. 11.3 для выбранной точки.
Пояснения к работе
Освещенность в какой-либо точке плоскости от точечного источника
пропорциональна силе света в направлении этой точки, косинуса угла падения луча на плоскость и обратно пропорциональна квадрату расстояния между источником и точкой (формула 11.3).
При замерах отклонения от этого закона возможны из-за:
а) неточных измерений углов и расстояний;
б) неправильного и неполного учета засветок;
в) отсутствия линейности измерительной схемы;
г) при значительных углах β из-за шероховатостей поверхности фотоэлемента измеряется освещенность не плоскости, а объемного тела
В последнем случае погрешность может быть уменьшена применением
специальных насадок Селеновые фотоэлементы быстро" утомляются", имеют
линейность только при Rнар = 0, "стареют" Поэтому при любом их использовании необходима тарировка или подстройка.
Контрольные вопросы
1. Дайте полную классификацию фотоэлементов по селективности Каковы спектры чувствительности этих фотоэлементов?
2 Как классифицируются селективные фотоэлементы?
3 Схема включения и работа фотоэлемента с внешним фотоэффектом
4 Схемы включения и работа вентильного фотоэлемента. Режим фотогенератора и фотодиода.
5 Основной закон светотехники. Снабдите формулировку рисунком.
6 Что такое сила света, сила излучения?
7 Перечислите известные Вам приборы для измерения облученностей,
выпускаемые промышленностью и расскажите общие принципы их работы
|
|
8 Что такое освещенность, облученность'?
9 Если известны все светотехнические параметры бактерицидной лампы, как измерить бактерицидную облученность с помощью люксметра?
10. При измерении люксметром облученности в бактерицидных, витальных и фитоустановках, какие нужно учесть погрешности и как?