|
|
|
ФОТОМЕТРИЯПри использовании светочувствительных приборов (фотодетекторов) необходимо учитывать фотометрические характеристики (спектральный диапазон излучений, излучающую способность, яркость и освещенность и т.д.) как сенсоров, так и источников света. В некоторых случаях источник света является независимым устройством, в других — он является частью, измерительной системы. Для измерения интенсивности излучений и яркости были введены специальные единицы. Поток излучении (количество энергии, излучаемой в единицу времени) в видимом диапазоне спектра назвали световым потоком. Введение этого понятия связано с неспособностью человеческого глаза различать уровни мощности излучений разных длин волн видимой области спектра. к примеру, синий и красный свет одинаковой интенсивности человеком воспринимаются по-разному, красный цвет ему кажется намного ярче. Поэтому для сравнения яркости света разных цветов была введена специальная единица люмен (лм) . Один люмен соответствует световому потоку от эталонного источника излучений из расплавленной платины, изготовленного в форме черного тела и наблюдаемого через определенную апертуру, образованную телесным углом, равным одному стерадиану. Телесный угол со равен отношению площади поверхности А, вырезаемой на сфере конусом с вершиной в центре сферы, к квадрату ее радиуса г.
Таким образом, под освещенностью понимается отношение
светового потока Fк площади освещаемой поверхности А Единицей освещенности в
системе СИ является люкс (лк) = лм/м2
Сила света определяется как отношение потока света к
телесному углу, в пределах того он распространяется
Единицей силы света является кандела, равная люмену на
стерадиан (1 кд = лм/ср) Если сила света постоянна в пределах угла излучения,
уравнение принимает вид
При изменении длины волны для сохранения постоянной
освещенности мощность излучения в ваттах необходимо также изменять Для каждого
конкретного значения частоты существует своя зависимость между освещенностью и
мощное тью излучения В справочной литературе за точку отсчета обычно выбирают
длину волны 0 555 мкм, поскольку именно она соответствует пику спектральной
чувствительности человеческого глаза На этой длине волны 1 ватт мощности
излучения эквивалентен 680 люменам Для удобства читателей в таблице 4 1
приведена наиболее часто используемая терминология
Таблица 4.1 Радиометрическая и фотометрическая терминология
При выборе электрооптических сенсоров необходимо учитывать конструктивные особенности источников света. В зависимости от соотношения между величиными источника и расстоянием между ним и детектором источники света могут быть либо точечными, либо пространственными. Источник считается точечным, если его диаметр составляет менее 10% расстояния между ним и детектором. На практике желательно так располагать фотодетектор, чтобы плоскость его поверхности была касательной к сфере, в центре той находится источник. Хотя небольшие отклонения от этого правила тоже допускаются. При выполнении этих условий плотность падающего потока (энергетическая освещенность) будет обратно пропорциональна косинусу угла наклона qr. 
а освещенность определяться выражением:
Источники считаются пространственными, если их диаметр
составляет более 10% расстояния от них до детектора. Особым случаем является
ситуация, при той радиус источника света R намного больше расстояния до
датчика. В этом случае:
(4.19)
где As — площадь источника света, а Д. — энергетическая
яркость. Поскольку площадь источника равна As = nR2, энергетическая
освещенность определяется выражением.
Это значит, что плотности излучаемого и падающего потоков
равны. Если площади детектора и источника одинаковы, a R»r, полная энергия
падающего потока будет приблизительно равна излучаемой энергии (т.е. коэффициент связи между источником и детектором будет равен 1). Когда в состав
оптической системы входят разветви-тели, коллиматоры и фокусирующие компоненты,
необходимо учитывать их эффективность, а, следовательно, и их коэффициенты
связи. В таблицах 4.2 и 4.3 приведены важные соотношения для точечных и
пространственных источников света.
.
Информация исключительно в ознакомительных целях. При использовании материалов этого сайта ссылка обязательна.Правообладатели статей являются их правообладателями. |
По вопросам размещения статей пишите на email:
|
