Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

1 ZÁKLADY FOTOMETRIE Měření světelně technických veličin Subjektivní – vizuální čidlo : zrak Objektivní – fyzikální čidlo : fotočlánek Měřenípřesnáprovozníorientační.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "1 ZÁKLADY FOTOMETRIE Měření světelně technických veličin Subjektivní – vizuální čidlo : zrak Objektivní – fyzikální čidlo : fotočlánek Měřenípřesnáprovozníorientační."— Transkript prezentace:

1 1 ZÁKLADY FOTOMETRIE Měření světelně technických veličin Subjektivní – vizuální čidlo : zrak Objektivní – fyzikální čidlo : fotočlánek Měřenípřesnáprovozníorientační Rozšířená nejistota měření U (%) U  8 %8 % < U  14 %14 % < U  20 % Běžné fyzikální čidlo hradlový fotočlánek křemíkový (dříve i selenový) : Princip Si (Se) hradlového fotočlánku Fe – základní železná (hliníková) deska Se – polovodičová vrstva Si či Se Au – průsvitná vrstvička Au, Pt, Ag ▲ – sběrný vodivý kroužek pro odvádění el. proudu

2 2 ZÁKLADNÍ VLASTNOSTI FOTOČLÁNKŮ 1. spektrální citlivost fotočlánku  V ( ) korekce filtry 2. Linearita mezi fotoproudem I f a dopadlým tokem  - kompenzač. zapojení 3. Úměrnost E kosinu úhlu dopadu paprsků kompenzace kosinusovým nástavcem Chyby fotočlánků v závislosti na úhlu dopadu světla (1) fotočlánek s přečnívající obrubou (2) fotočlánek bez obruby (3) fotočlánek s korekčním filtrem (4) fotočlánek s kosinusovým nástavcem

3 3 MĚŘENÍ SVÍTIVOSTI na fotometrické lavici 1. VIZUÁLNÍ MĚŘENÍ - fotometr H na stejný jas + etalon N svítivosti + zkoušený zdroj Z nastaveny do optické osy Záření N a Z stejného spektrálního složení Po vyrovnání na stejný jas 2. FYZIKÁLNÍ MĚŘENÍ – s využitím luxmetru nastavit postupně změnou vzdálenosti l N [ resp. l Z ] stejnou osvětlenost od N a od Z Z a N bodové zdroje; vzdálenosti l Z a l N dostatečně velké Vyloučit vliv rozptýleného světla - clony (1) Při známé svítivosti I N etalonu se svítivost I Z zkoušeného zdroje vypočte z (1)

4 4 MĚŘENÍ ČAR SVÍTIVOSTI Goniofotometr – měření I v různých rovinách (např C) pod různými úhly (  ) Pevný zdroj otočný fotometrPevné svítidlo i fotometr, otočný zrcadlový systém Fotometrická vzdálenost prodloužena přes zrcadla Z 1 a Z 2 Roviny C se nastavují natáčením vyzařovací plochy svítidla kolem její normály (  = 0) při zachování polohy světelného zdroje. Natočením ramene se volí úhel . Soustava rovin C-  Čáry svítivosti se zakreslují v polárních souřadnicích

5 5 MĚŘENÍ SVĚTELNÉHO TOKU Běžně se měří v kulovém integrátoru (  D ; vnitřní povrch . D 2 difúzní; ρ ≈ 0,8 ) Zdroj Z ve středu koule. Na fotonku F dopadá jen odražený tok - clona C 1 Na vnitřní povrch koule dopadá ze zdroje Z tok  z. Odražená složka výsledného světelného toku  Na vnitřním povrchu integrátoru je všude stejná osvětlenost E Korekce stínění a pohltivosti zařízení – korekční zdroj K Postup měření toku zdroje Z : s normálem N a s korekčním zdrojem K : 1) Rozsvícený N a zhasnutý K změří se údaj E N 2) Zhasnutý N a rozsvícený K - E kN 3) Zhasnutý Z a rozsvícený K - E kx 4) Rozsvícený Z a zhasnutý K - E x k i – konstanta integrátoru

6 6 Měření osvětlenosti - luxmetry ČSN Měření osvětlení vnitřních prostorů - 1 Základní ustanovení, - 2 Měření denního osvětlení, - 3 Měření umělého osvětlení ČSN EN Světlo a osvětlení – Měření a uvádění fotometrických údajů světelných zdrojů a svítidel – Část 1: Měření a formát souboru údajů Luxmetr : - přijímač s korigovaným fotočlánkem + kosinusový nástavec - měřicí a vyhodnocovací zařízení (digitální, analogové) - (dostatečně dlouhý stíněný kabel spojující přijímač a přístroj) životnost – min provozních h ; přetížení – 20% na každém rozsahu 5 min. kalibrace – přesné (2 roky), provozní (3 roky) Provozní luxmetr PU 550 Metra Blansko 20 lx – 100 klx Radiometr PRC 211 0,001 lx – 200 klx E, E 4 , E c, ozářenost UV

7 7 Vlivy sv. zdrojů na měření E 1. Min. doba provozu (svícení) zdrojů před měřením – žárovky 10 h, výbojky 100 h. 2. Zahoření zdrojů před měřením (ustálení parametrů) – výbojky min. cca 20 min. 3. Fotočlánky osvětlit 5 – 15 minut přibližně stejnými hladinami osvětlenosti. 4. Respektovat závislost toku  zdrojů na napájecím napětí. Napájecí napětí měřit a uvést ve zprávě. 5. Vzít v úvahu závislost toku  zdrojů na teplotě okolí. Teplotu uvést ve zprávě. 6. Tok  zdrojů klesá se zašpiněním svítidel – stav popsat. 7. Vyloučit vliv denního světla. Korekce měření vlivem změn napájecího napětí (ČSN ) násobit činitelem k U = (U n / U) c U n – jmenovité napětí, U – naměřené napětí, c – exponent Průměrné hodnoty exponentu c Světelný zdroj c c Zářivka – indukční předřadník1,4Žárovka3,6 Zářivka – zapojení duo1,0Halogenidová výbojka3,0 Zářivka – elektronický předřad.0Sodíková výbojka vysokotlaká 2,5

8 8 POSTUP MĚŘENÍ UMĚLÉHO OSVĚTLENÍ 1. Zjistit stav osvětlovací soustavy 2. Zahořet světelné zdroje 3. Kontrola – přístrojů, napětí sítě, teploty okolí 4. Vyloučit vliv cizího světla (včetně denního) 5. Určit polohu měřících bodů (půdorysně i výškově) 6. Zajistit polohu čidla – stojan, vodováha, kardan 7. Adaptovat fotočlánek 8. Měřit - u analogového přístroje v hor. dvou třetinách stup., - u digitálního přístroje na nejnižším rozsahu 9. Průběžně sledovat napětí, teplotu, stav soustavy aj. 10. U kombinované soustavy měřit i celkové osvětlení 11. Přesné měření opakovat nejméně dvakrát (výsledky  ). Provozní měření se opakovat doporučuje. 12. Zpracovat naměřené hodnoty. Korekce hodnot. Stanovit průměrné hodnoty E 13. Vyhotovit protokol a zprávu o měření

9 9 Obsah protokolu a zprávy o měření 1. označení stavby a prostoru, kde probíhalo měření 2. číslo protokolu, datum a hodina měření 3. účel měření a jeho přesnost 4. měřící přístroje (typ. čís., tř.př., nejistoty, kalibrace) 5. popis metody měření 6. rozměry měřeného prostoru a jeho vybavení – výkresy 7. funkce prostoru, rozmístění prac. míst; zrakové činnosti 8. vlastnosti prostoru a jeho zařízení 9. osvětlovací soustava (zdroje, svítidla, stav, závady atd.) 10. podmínky měření (stínění, znečištění, napětí, teplota aj.) 11. rozmístění měřících bodů – výkresy 12. nejistoty měření 13. naměřené hodnoty, korekce – tabulky, grafy 14. určení průměrné osvětlenosti a rovnoměrnosti osvětlení 15. porovnání naměřených a předpisy požadovaných hodnot 16. vyhodnocení měření + W.m návrhy na opatření 18. kdo měření provedl, vyhodnocoval, kdo zodpovídá – podpis

10 10 MĚŘENÍ JASU - OBJEKTIVNÍ JASOMĚRY Princip jasoměru T – černý tubus, F – fotonka G – galvanoměr, C – clona  - prostorový úhel zorného pole přístroje Náčrt konstrukce fyzikálního jasoměru Zrcadlo 3 s optikou 4 a okulárem 5 umožňuje pozorovat okolí měřené plošky zobrazené objektivem 1 na plošce 2 Měřicí část – otvorem na plošce 2 je vymezena měřená ploška; paprsky procházejí optikou 7, barevnými a šedými filtry 8 na fotočlánek 9. Stupnice 6 přístroje je vidět v okuláru 5. Jasoměr měří střední jas plochy v zorném poli Jasoměr Bodový – měřenou plošku pozoruje pod velmi malými úhly, např. 6´ Integrační – měří jas větších ploch, úhly např. 2° Jasom ě ry pro m ěř eníp ř esná provozní orienta č ní Max. celková chyba (%) ± 7,5± 10± 15 Kalibrace max. po2 letech3 letech5 letech Princip

11 11 Příklady objektivních jasoměrů Laboratorní digitální jasoměr typu L 1009 firmy Lichtmesstechik Berlin Univerzální fotometr Hægner model S1 Přístroj je určen především pro objektivní měření jasu, ale je vybaven i vnějším fotočlánkem k měření osvětlenosti Výbava : - clona 1°, - rozsah 3 cd.m -2 do 100 kcd.m -2 (resp. lx ), - n ejmenší čitelná hodnota je 0,025 až 0,05 cd.m -2 (resp. lx ), - výrobce udává přesnost přístroje ± 5 % Výbava : - clony 3°, 1°, 20', 6', příp. 2', resp. 2' x 20', - měří hodnoty od 0,0001 cd.m -2 do kcd.m -2, - výstup BCD, příp. interfac IEEE-488, - spolupráce s počítačem, resp. výstup na tiskárnu

12 12 NEJISTOTY MĚŘENÍ Nejistoty kalibracepřístrojůmetodyvyhodnocení Kalibrační list Chyba spektrální, směrová, linearity … Umístění fotonky, rozmístění bodů, vliv napětí … Zaokrouhlování, korekce … Dílčí standardní nejistoty vyhodnotit buď jako a) typ A u A (ze souboru dat – stř. kvadratická odchylka) b) typ B kde z max je možná maximální odchylka pro dílčí zdroj nejistoty χ č initel pravděpodobnostního statistického rozdělení chyby [normální rozdělení χ = 2, rovnoměrné rozdělení ] Kombinovaná standardní nejistota u z dílčích nejistot Rozšířená nejistota U pravděpodobnost 95 % U = 2. u měřeníU přesná U  8 %U  8 % provozní 8 % < U  14 %

13 13 Děkuji vám za pozornost Učební texty :


Stáhnout ppt "1 ZÁKLADY FOTOMETRIE Měření světelně technických veličin Subjektivní – vizuální čidlo : zrak Objektivní – fyzikální čidlo : fotočlánek Měřenípřesnáprovozníorientační."

Podobné prezentace


Reklamy Google