光的測(cè)量方法.doc

編者按：光譜測(cè)量是研究光源的基礎(chǔ)。對(duì)光譜功率數(shù)據(jù)的分析可以提供光度和色度的量，也可以給出光源的顯色性,暴露于輻射下有害健康的估計(jì)數(shù)據(jù)和有關(guān)光源構(gòu)成的信息。進(jìn)行這種測(cè)量的儀器就是光譜輻射計(jì)，它是由一個(gè)單色儀，光電探測(cè)器和某種能把輸出讀數(shù)轉(zhuǎn)換為相對(duì)光譜功率值的裝置所組成。單色儀的作用是把來自光源的均勻輻射色散成為光譜，提供已知帶寬的分離的能帶。單色儀一般由一個(gè)入射狹縫，一個(gè)準(zhǔn)直裝置，一個(gè)可移動(dòng)的的色散元件，一個(gè)攝影透鏡和一個(gè)出射狹縫組成。iR;v/Jc#J0? 照明工程師社區(qū) WJBU2f%weE(bK.m|照明工程師社區(qū)4H.rLV6M$q*Z 2.色度計(jì)照明工程師社區(qū)dy.Ds!NTRx1K,AG照明工程師社區(qū)0B87GvgU9a)Si一個(gè)簡(jiǎn)單便宜的色度計(jì)可由三個(gè)光探測(cè)器構(gòu)成,它們具有國(guó)際照明委員會(huì)1931年公布的色匹配函數(shù)的光譜響應(yīng)?？梢酝ㄟ^將濾光片裝在光電池上得到。如果用這樣的光度計(jì)測(cè)量光源，從三塊光電池上得到的電流正比于三刺激值X，Y，Z，由此三刺激值就可以計(jì)算色度坐標(biāo)x，y，z。照明工程師社區(qū)9Bgli9B| eF6F,ww1T?)Ef3.分光色度計(jì)5ba fs V%P.,ksr KbIC分光色度計(jì)是用來測(cè)量光譜反射率的。它的光學(xué)原理和光譜輻射計(jì)相同，先將由相應(yīng)的光源發(fā)出的光色散，然后再直接投射到樣品或白的標(biāo)準(zhǔn)表面上。這通過把色散光束分成相同的兩部分，或分別把色散的光束交替地折射到兩個(gè)表面上。從讀數(shù)的比例可以計(jì)算出整個(gè)光譜范圍內(nèi)每個(gè)波長(zhǎng)的反射率。如果被測(cè)的材料散射光，則有必要用一個(gè)小積分球來收集反射光。分光光度計(jì)也可以用來測(cè)量材料大的光譜透射率。當(dāng)用標(biāo)準(zhǔn)光源照射時(shí)，測(cè)量材料的光譜透射率，并計(jì)算其色度，就可以確定透明材料的色度。在國(guó)際照明委員會(huì)的出版物(CIE,1977c)中,討論了在分光光度學(xué)中理想的照明和收集光線的幾何條件。照明工程師社區(qū)SI Wd9_d.u _5照明工程師社區(qū)6V!Z ?w F 8m5qF1_ 4.照度計(jì)GG!db z9WQ X%ps_1w7? S B5s照度計(jì)通常由帶導(dǎo)線的光電池和用來讀出照度的電表組成。它可以直接用于照明現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量。簡(jiǎn)單的照度計(jì)可采用硒光電池，精度較高的照度計(jì)采用硅光電池。 EP7sP,G1Ue %u$x kKs9J+i5.亮度計(jì)照明工程師社區(qū)(ef:Nf!b7q5$u1rY9Kfv亮度計(jì)是用于測(cè)量光源或物體表面亮度的儀器。使用亮度計(jì)，可以通過儀器看到被測(cè)的面積，有時(shí)這個(gè)面積很小而且必需從遠(yuǎn)距離進(jìn)行觀測(cè)，所以，亮度計(jì)具有透鏡和光學(xué)系統(tǒng)，并用某種形式的光欄隔離出被測(cè)面積。亮度計(jì)的工作原理是測(cè)量被測(cè)表面的像在光電池表面上產(chǎn)生的照度。這個(gè)像在光電池表面上產(chǎn)生的照度正比于被測(cè)表面的亮度L和透鏡的光欄孔徑。4j7?2|5jsXb照明工程師社區(qū)?u_:A.yy&l 6.分布光度計(jì)照明工程師社區(qū)xBQLN EU+L Y J照明工程師社區(qū)EO4n;f8r o*k!, Z分布光度計(jì)用來測(cè)定圍繞燈具的光強(qiáng)度,并以合適的方法畫出測(cè)得的數(shù)據(jù)供照明工程師使用。測(cè)定街道照明和室內(nèi)照明的燈具所需的設(shè)備是相同的,都是極坐標(biāo)光度計(jì)。泛光燈具和機(jī)場(chǎng)信號(hào)燈具所需的是有長(zhǎng)光路的專門設(shè)備-角分布廣度計(jì)。照明工程師社區(qū)4gLh%weuB)i照明工程師社區(qū)2O9I7TM)X#_&g1O 6.1極坐標(biāo)光度計(jì)&T a+Q/ws;M5D#id+B9h-OfxD最簡(jiǎn)單的極坐標(biāo)光度計(jì)是由安置在長(zhǎng)臂一端或弧形軌道上的光電池組成，這樣的光電池可以圍繞燈具旋轉(zhuǎn)，從而測(cè)量已知角度上的光強(qiáng)。燈具固定在能旋轉(zhuǎn)的平臺(tái)上，可取得在任何方位角上的讀數(shù)。極其重要的是只能讓被測(cè)量的光線照射到光電池上。要排除雜散的其他光線，可以在光電池前面加一塊擋板。擋板的放置位置要使視場(chǎng)盡可能的限制成與燈具發(fā)出的光錐一致。為了被免雜散光的影響，極坐標(biāo)光度計(jì)應(yīng)安置在黑房中。照明工程師社區(qū)hzyKG!h8WBmP6.2角分布光度計(jì)照明工程師社區(qū)b X I!|B9o4PP照明工程師社區(qū) U;5%o,!QI mq1O/A泛光燈具，透光燈具，汽車前燈和其他聚光類燈具，它們因聚光，故測(cè)試距離應(yīng)遠(yuǎn)大于散光類的燈具。其探測(cè)器應(yīng)該足夠遠(yuǎn)到可以看到反射器的整個(gè)反光面。對(duì)于體育場(chǎng)照明常用的窄角泛光燈具，其測(cè)量距離應(yīng)在33米左右，但是，根據(jù)國(guó)際規(guī)定，汽車前燈的測(cè)試距離是25米。長(zhǎng)光路的的一個(gè)重要問題是光電池應(yīng)該固定，燈具轉(zhuǎn)動(dòng)。2Ay$C a-J&Yu u照明工程師社區(qū)?(U.m?t7Hp3 7.積分球D K|5Li&ySU照明工程師社區(qū)FN$x&W#tG積分球又稱為光通球或球形光度計(jì)。它是一個(gè)中空的完整大的球殼，內(nèi)壁涂白色的漫反射層，且球內(nèi)壁各點(diǎn)漫射均勻。利用積分球，可以比對(duì)測(cè)量光源的光通量。將標(biāo)準(zhǔn)光源和待測(cè)光源分別放入積分球中的相同位置，測(cè)量它們?cè)谇驓ど夏骋幌嗤c(diǎn)的照度，然后比對(duì)即可。照明工程師社區(qū):r)S8Yl4k7rR+I3u/A:oi5o2I二.顏色的測(cè)量m,F0EC3i4cPf2ht b8qN:R,Rl6o$L1.標(biāo)準(zhǔn)照明體和標(biāo)準(zhǔn)光源照明工程師社區(qū)_KWS fyo $bQgI)aq(Q/kKjM!Mf在日常生活中,人們通常在不同時(shí)相的日光下或人造光源下觀測(cè)物體的顏色。不同時(shí)相的光源有不同的光譜分布，因此，同一物體在不同的光源下能呈現(xiàn)不同的顏色。所以，國(guó)際照明委員會(huì)便制定了幾種標(biāo)準(zhǔn)的照明體和相應(yīng)的幾種光源，供人們可以在約定的標(biāo)準(zhǔn)照明體或標(biāo)準(zhǔn)光源下標(biāo)定物體的顏色。8hq? Dh L o$X Q8tm2.色度計(jì)照明工程師社區(qū)6*$SXsP0V2i2WqQ2V OLdFf一個(gè)簡(jiǎn)單便宜的色度計(jì)可由三個(gè)光探測(cè)器構(gòu)成,它們具有國(guó)際照明委員會(huì)1931年公布的色匹配函數(shù)的光譜響應(yīng)?？梢酝ㄟ^將濾光片裝在光電池上得到。如果用這樣的光度計(jì)測(cè)量光源，從三塊光電池上得到的電流正比于三刺激值X，Y，Z，由此三刺激值就可以計(jì)算色度坐標(biāo)x，y，z。592G&u+yEjb u照明工程師社區(qū)vp+R_;c8R/bPF 3.色溫計(jì)(b8I!m&|)IJ照明工程師社區(qū)8NqW!q對(duì)于鎢絲類光源,其光譜功率分布與黑體輻射接近的熱輻射光譜,可以用簡(jiǎn)單的雙色法來測(cè)量色溫。雙色法不需要測(cè)量整個(gè)光譜功率的分布，而只需要測(cè)量?jī)蓚€(gè)波長(zhǎng)的相對(duì)光譜功率。它是色溫計(jì)的基本原理。照明工程師社區(qū) u Z2e Fum照明工程師社區(qū)3AqMOw doW 光源顯色性的測(cè)定i4g+s%A8Y*N6I1LLx4Is$Wf;OL2p1_!O如果用光譜功率分布不同的光源去照明物體，一般來說，產(chǎn)生的顏色感覺是不一樣的。光源的這種決定被照物體顏色的特性，稱為光源的顯色性或演色性，也稱傳色性。不同光譜功率分布的光源可以有相同的色表，但有相同色表的光源，它們的顯色性可能完全不同。評(píng)價(jià)光源顯色性的方法