Реферат: Контрольно-измерительные приборы: люксметр

Контрольно-измерительные приборы: люксметр

Федеральное агентство по образованию

Бийский технологический институт (филиал)

государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

"Алтайский государственный технический университет

им. И.И. Ползунова"

Кафедра МСИА

Реферат по предмету «Основы оптико-электронных приборов и систем»

Люксметр

Проверил

преподаватель:

Терентьев С.А.

Выполнил

ст. гр. ПС-24:Титов Р.А.

Бийск 2015

Содержание

Введение

. Приборы для световых измерений

. Номенклатура средств измерений

. Общие сведения о приборах измерения освещённости

.1 Люксметр

.2 Измерение освещённости

. Люксметр цифровой Mastech MS 6610

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Актуальность темы связана в первую очередь с тем, что после создания нового эталона канделы в 1984 г., в стране оставался большой парк устаревших средств измерений световых величин, несоответствующий быстрому росту производства и применения новых источников излучения и систем освещения со сложным спектральным составом, отличающимся от спектров излучения ламп накаливания. Россия была перенасыщена люксметрами типа Ю-116 и Ю-117, а также установками для их поверки типа УПЛ-1М, разработки ВНИИМ (Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии).

Практически, поверка осуществлялась в нескольких точках динамического диапазона освещённости с помощью источника излучения с цветовой температурой, близкой к 2850 К (источник типа А). Методика поверки не соответствовала требованиям рекомендаций МКО (Международной комиссии по освещению).

Точность измерений освещенности этими приборами, в свою очередь, не соответствовала требованиям ГОСТ 8.023, который, являясь и сегодня межгосударственным стандартом, регламентирует передачу размеров единиц световых величин в России и странах бывшего СССР.

Кроме того, опыт работы со светоизмерительными лампами показал их ограниченные возможности в повышении точности передачи размеров единиц световых величин. Назрела необходимость разработки объективных методов измерений - детекторного подхода в фотометрии, развитие которого позволило к 2000-х тысячному году создать первичный фотометрический комплекс воспроизведения световых величин, а также метрологическую базу для обеспечения выпуска и применения в стране люксметров и яркомеров нового поколения [1].

1. Приборы для световых измерений

Анализ современной международной теории и практики воспроизведения световых величин демонстрирует повсеместную победу детекторного подхода.

Основой для этого стали:

создание криогенного радиометра Квином и Мартином в НФЛ (Англия);

повышение сходимости экспериментального и расчетного определения постоянной Стефана-Больцмана на порядок по сравнению с результатами Блевина на абсолютном радиометре, работающем при нормальной температуре;

развитие технологий создания прецизионных высокоомных кремниевых структур с очень высоким квантовым выходом;

создание параметрического ряда высокотемпературных черных тел - моделей абсолютных планковских излучателей, и методов измерения их температуры.

В схеме воспроизведения канделы на основе криогенного радиометра и прецизионных кремниевых фотодиодов наиболее ответственным звеном (после криогенного радиометра) становится шкала спектральной характеристики приёмников оптического излучения, а, следовательно, теоретические и экспериментальные исследования методов воспроизведения спектральной чувствительности, что позволяет на новом уровне оценить и погрешности определения поправочного коэффициента физического фотометра, и методов коррекции спектральной чувствительности его фотометрической головки (ФГ) под относительную спектральную световую эффективность.

В основе воспроизведения отечественной шкалы спектральной характеристики лежат неселективные приёмники и трап детекторы. Повышение точности измерений спектральной характеристики приёмников оптического излучения, по крайней мере, в видимом диапазоне длин волн подтверждают результаты международных сличений по спектральной чувствительности кремниевых фотодиодов, проведённые под эгидой Международного Комитета Мер и Весов (МКМВ) в 1993-1995 годах, а также результаты сличений 2002 года.

Развитие детекторного подхода в радиометрии и фотометрии привело к тому, что реально достижимыми точностями калибровки люксметров и яркомеров нового поколения по источнику типа А можно считать десятые доли процента, о чём свидетельствуют результаты последних международных сличений, выполненных МКМВ с помощью фотометрических головок.

Но это только одна из многочисленных составляющих погрешности средств измерений световых величин. В таблице 1 приведены операции поверки, которые являются обязательными при поверке люксметров и яркомеров в отечественной практике.

Таблица 1

Во втором столбце (+) отмечены операции, обязательные при исследованиях и поверке, (-) - дополнительные операции исследований, обязательные при испытаниях прибора с целью утверждения типа и внесения в Государственный реестр средств измерений.

Качественный скачок, давший существенное количественное уменьшение инструментальной составляющей погрешности, обеспечила современная элементная база и, в первую очередь, кремниевые фотодиоды нового поколения, разработки завода «Кварц» и ФТИ им. Иоффе (г.Санкт-Петербург). Такие метрологические свойства фотодиодов типов ФД 288 и ФДУК, как линейность и долговременная стабильность чувствительности в сочетании с доступностью импортной электронной элементной базы, легли в основу приборов нового поколения.

Таким образом, можно утверждать, что выпуск современных средств измерений световых величин обеспечен метрологически, методически и не имеет ограничений в части использования последних достижений электроники, включая прецизионные фотодиоды производства Японии (фирма Хамаматцу) [2].

2.Номенклатура средств измерений

Рассматривая приборный парк в области световых измерений, будем опираться на информацию, предоставленную Государственным реестром средств измерений Госстандарта РФ. По состоянию на текущий период 2002 года прошли испытания с целью утверждения типа следующие отечественные и импортные приборы, приведенные в таблице 2.

Таблица 2

Организация, выполнившая испытания

Назначение прибора

Фирма Изготовитель

Регистрац. номер Государственного реестра СИ РФ, ТУ

Фотометр цифровой ТЕС 0693

ГУП «ВНИИОФИ»

Предназначен для измерения освещённости, создаваемой естественным и искусственным освещением, и для измерения эквивалентной яркости протяжённых объектов

НПФ «Тензор»,  г. Черновцы, Украина

№ 16695-97  ТУ 14256766.002-94

Люксметр цифровой ТЮ 1403

ГУП «ВНИИОФИ»

Предназначен для измерения освещённости, формируемой естественным и искусственным освещением

ПАООТ «Вибратор»,  г. Санкт-Петербург, Россия

№ 16851-97 ТУ 4485-0152-05764771-96

Прибор комбиниро-ванный (люксметр/ УФ радиометр), модель «ТКА-01/3»

ГУП «ВНИИОФИ»

Предназначен для измерения оптического излучения: - освещённости, -энергетической освещённости в УФ области спектра

НТП «ТКА»,  г. Санкт- Петербург, Россия

№16172-97 ТУ 4437-002-16796024-96

Люксметр/яркомер, модель «ТКА-04/3»

ГУП «ВНИИОФИ»

Предназначен для измерения освещённости, яркости само-светящихся объектов

НТП «ТКА»,  г. Санкт- Петербург, Россия

№ 16898-97 ТУ 4437-003-16796024

Люксметр «ТКА - Люкс»

ГУП «ВНИИОФИ»

Предназначен для измерения освещённости

НТП «ТКА»,  г. Санкт- Петербург, Россия

№ 20040 - 00, ТУ 4437-005-16796024

«Аргус 01»

ГУП «ВНИИОФИ»

Блок для измерения  Освещённости

ГУП ВНИИОФИ, г. Москва,  Россия

№ 15560-02 ТУ 4381-001-0582749-99

«Аргус 12»

«РОСТЕСТ Москва»

Люксметр/ яркомер

ГУП ВНИИОФИ, г. Москва,  Россия

№ 15560-02

«Аргус 02»

«РОСТЕСТ Москва»

Блок для измерения яркости

ГУП ВНИИОФИ, г. Москва,  Россия

№ 15560-02

«Аргус 07»

«РОСТЕСТ Москва

Блок для измерения коэффициента пульсаций

ГУП ВНИИОФИ, г. Москва,  Россия

№ 15560-02

Люксметр типа ТЕSТО 0500

ГЦИ СИ ВНИИМ им. Д.И.Менделеева

Предназначен для измерения освещённости, формируемой естественным и искусственным светом

Фирма TESTO, Германия

№ 17269-98 НТД фирмы

На основании данных, приведённых в таблице 2, нельзя говорить о

насыщенности приборами российского рынка СИ световых величин отечественного производства и большом списке импортных приборов, прошедших испытания и введённых в Государственный реестр СИ РФ.

Тем не менее, определённое количество люксметров и яркомеров таких хорошо известных фирм, как LMT (Германия) и Minolta (Япония) ввезено в Россию, и приборы прошли испытания во ВНИИОФИ как единичные экземпляры, подтвердив свои технические и метрологические характеристики.

Примеры люксметра и яркомера фирмы LMT, прошедшие исследования на прецизионном оборудовании ВНИИОФИ, приведены для сравнительного анализа с приборами отечественного рынка (рисунок 1, рисунок 2, таблица 3).

Рисунок 1 - Портативный люксметр фирмы LMT

Яркомер типа L1000 фирмы LMT является прецизионным средством измерения с различными углами наблюдения: 3 º, 1 º, 20', 6' и дополнительными опциями для наблюдений в поле зрения 2', 2' х 20' или 3' х 10'. Динамический диапазон измерений (0,0001 - 2·107) кд/м2 .

Приведённые характеристики подтверждены результатами исследований отдельных экземпляров приборов, поставленных фирмой LMT во ВНИИОФИ, на ВАЗ и в Светосервис.

Рисунок 2 - Яркомер фирмы LMT типа L1000

Характеристики таблицы 3 приведены в качестве примера высокого уровня приборостроения для сравнительного анализа с характеристиками, приводимыми в описаниях типов СИ Госреестра РФ.

Таблица 3

Технические и метрологические характеристики портативного люксметра фирмы LMT и яркомера типа L1000

Согласно требованиям нормативных документов Германии (DIN 5032, part 7) класс L (fges<3%) соответствует прецизионным лабораторным приборам. Классы А (fges<5%) и В (fges<7%) - люксметрам, применяемым в рутинных технических измерениях.

Погрешности яркомеров несколько выше, т.к. число составляющих больше и зависит от выбранных опций. Указанный выше нормативный документ Германии находится в полном соответствии с требованиями документов МКО[3].

3. Общие сведения о приборах измерения освещённости

3.1 Люксметр

Человеческий глаз не в состоянии определить абсолютную интенсивность света, поскольку он наделен способностью приспосабливаться к освещению. К тому же, глаз человека лучше воспринимает как раз волны такой длины, которые не слишком пригодны для растений. Помочь измерить освещенность может специальный прибор - люксметр.