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高精度自動(dòng)量程照度計(jì)的制作方法

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專(zhuān)利名稱(chēng):高精度自動(dòng)量程照度計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型屬于一種測(cè)量光照強(qiáng)度的照度計(jì)。
照度計(jì)光度頭的光譜響應(yīng)函數(shù)F(λ)與光度頭中使用的各種濾色片的光譜響應(yīng)函數(shù)及其厚度、光電轉(zhuǎn)換器件的光譜響應(yīng)函數(shù)等參數(shù),有著復(fù)雜的函數(shù)關(guān)系?,F(xiàn)在使用的照度計(jì)都是通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法,選用不同厚度和不同光譜響應(yīng)的濾色片,來(lái)修正光電轉(zhuǎn)換器件的光譜響應(yīng),使照度計(jì)光度頭的光譜響應(yīng)函數(shù)F(λ)盡可能地與標(biāo)準(zhǔn)明視覺(jué)函數(shù)V(λ)相吻合。上述方法既浪費(fèi)大量材料和時(shí)間,又很難獲得滿(mǎn)意結(jié)果,并且會(huì)因光度頭使用的濾色片和光電轉(zhuǎn)換器件的光譜響應(yīng)函數(shù)的離散性,造成光度頭光譜響應(yīng)函數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)明視覺(jué)函數(shù)的吻合程度降低,嚴(yán)重影響照度測(cè)量的準(zhǔn)確度。此外,現(xiàn)在使用的非自動(dòng)量程照度計(jì)使用不方便。
本實(shí)用新型就是要解決現(xiàn)有照度計(jì)光度頭設(shè)計(jì)中遇到的難題,根據(jù)光學(xué)理論,利用電子計(jì)算機(jī)選擇所需濾色片的牌號(hào),并計(jì)算出各片濾色片的最佳厚度,使光度頭的光譜響應(yīng)函數(shù)F(λ)與標(biāo)準(zhǔn)明視覺(jué)函數(shù)V(λ)極為吻合,極大地減少了十分復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)工作。同時(shí),把用電子計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)出的光度頭與電子線(xiàn)路相結(jié)合,提供一種高精度自動(dòng)量程照度計(jì)。
本實(shí)用新型主要由電源開(kāi)關(guān)1、液晶顯示器2、機(jī)殼3、光度頭與電子線(xiàn)路連接的插座4、屏蔽電纜5、光度頭6和照度測(cè)量電路組成。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型機(jī)殼的A向側(cè)視圖。
圖3為本實(shí)用新型的光度頭結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本實(shí)用新型的光度頭的半剖視圖。
圖5為本實(shí)用新型的電路圖。
其中,1-電源開(kāi)關(guān),2-液晶顯示器,3-機(jī)殼,4-光度頭與電子線(xiàn)路連接的插座,5-屏蔽電纜,6-光度頭,7-光度頭余弦修正器,8-光衰減片,9-濾色片A,10-濾色片B,11-硅光電池,12-光度頭芯殼,13-光度頭底座,14-硅光電池引線(xiàn)。
本照度計(jì)使用袖珍塑料機(jī)殼,光度頭與電子線(xiàn)路連接的插座位于機(jī)殼頂部中央。光度頭由余弦修正器7、光衰減片8、濾色片A9、濾色片B10、硅光電池11、光度頭芯殼12和光度頭底座13組成。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的實(shí)施例
光度頭的余弦修正器7對(duì)被測(cè)光強(qiáng)進(jìn)行余弦修正,使入射到硅光電池11表面的光強(qiáng)能夠隨入射角的變化而按余弦法則變化。濾色片A9和濾色片B10是經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行大量計(jì)算后,對(duì)其牌號(hào)和厚度作出了最佳選擇的,其中濾色片A的厚度為1.9mm,濾色片B的厚度為1.7mm,使光度頭的光譜響應(yīng)函數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)明視覺(jué)函數(shù)極為吻合。表1為本實(shí)用新型的光度頭的光譜響應(yīng)函數(shù)F(λ)與標(biāo)準(zhǔn)明視覺(jué)函數(shù)V(λ)的對(duì)照表。
硅光電池11是光電轉(zhuǎn)換器件,它將光照度轉(zhuǎn)換為光電流,光電流由電纜和插座進(jìn)入照度測(cè)量電路。
由集成運(yùn)算放大器IC1-IC2、電阻R1-R4、電容C1-C4和電位器W1-W2組成的照度測(cè)量電路中的前置放大電路,將光度頭產(chǎn)生的光電流線(xiàn)性地轉(zhuǎn)換為電壓量,然后由IC6、電阻R17-R18和電容C7-C10組成的A/D轉(zhuǎn)換電路將這一模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,最后由液晶顯示器IC7顯示出來(lái),即是測(cè)得的照度值。
集成電路IC3-1-IC3-2、IC4-IC5、電阻R5-R15和電容C5-C6組成了照度測(cè)量電路中的量程自動(dòng)切換電路,本照度計(jì)從0-19.99萬(wàn)勒克斯共分三檔,即從0-1999勒克斯為一檔,從2000-1.99萬(wàn)勒克斯為另一檔,從2萬(wàn)-19.99萬(wàn)勒克斯為最后一檔。電路根據(jù)被測(cè)光強(qiáng)度自動(dòng)選擇和切換量程。
基準(zhǔn)穩(wěn)壓管DW2、集成電路IC3-3、電阻R19-R21和電容C11組成的電路為A/D轉(zhuǎn)換電路提供一基準(zhǔn)參考電壓;晶體管T1、電阻R22和電位器W3組成了照度測(cè)量電路中的溫度補(bǔ)償電路,補(bǔ)償由硅光電池的溫度特性所引起的測(cè)量誤差;集成電路IC3-4、電阻R27-R29和電容C12-C14組成的電路將9伏電源E轉(zhuǎn)換成一對(duì)正、負(fù)4.5伏的電源,以供前置放大電路使用;晶體管T2-T3、電阻R23-R26和穩(wěn)壓管DW1組成了照度測(cè)量電路中的掉電指示電路,當(dāng)電源E的電壓降至7伏時(shí),該部分電路使液晶顯示器IC7的左上角有一箭頭顯示,以供提示使用者更換電池。
實(shí)踐證明,本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1、利用電子計(jì)算機(jī),通過(guò)計(jì)算方法選定用于修正硅光電池光譜響應(yīng)函數(shù)的濾色片的牌號(hào)和最佳厚度,使照度計(jì)光度頭的光譜響應(yīng)函數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)明視覺(jué)函數(shù)極為吻合(見(jiàn)表1),使用這一方法不但減少了大量實(shí)驗(yàn)工作,而且隨時(shí)能夠?qū)σ蚬韫怆姵睾蜑V色片的光譜響應(yīng)的離散性而導(dǎo)致的F(λ)與V(λ)的偏差進(jìn)行修正,測(cè)量精度高。
2、測(cè)量電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,功能齊全,易于調(diào)試。
3、照度計(jì)量程可自動(dòng)切換,使用方便。
4、整機(jī)工藝設(shè)計(jì)合理、簡(jiǎn)單,成本低,體積小,重量輕,外型美觀(guān)。
表1、光度頭的光譜響應(yīng)函數(shù)F(λ)與標(biāo)準(zhǔn)明視覺(jué)函數(shù)V(λ)的對(duì)照表
權(quán)利要求1.一種高精度自動(dòng)量程照度計(jì),采用袖珍塑料機(jī)殼,其特征在于該照度計(jì)由電源開(kāi)關(guān)1、液晶顯示器2、機(jī)殼3、光度頭與電子線(xiàn)路連接的插座4、屏蔽電纜5、光度頭6和照度測(cè)量電路組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度自動(dòng)量程照度計(jì),其特征在于光度頭由余弦修正器7、光衰減片8、濾色片A9、濾色片B10、硅光電池11、光度頭芯殼12和光度頭底座13組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度自動(dòng)量程照度計(jì),其特征在于照度測(cè)量電路中的前置放大電路由集成運(yùn)算放大器IC1-IC2、電阻R1-R4、電容C1-C4和電位器W1-W2組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度自動(dòng)量程照度計(jì),其特征在于照度測(cè)量電路中的量程自動(dòng)切換電路由集成電路IC3-1-IC3-2、集成電路IC4-IC5、電阻R5-R15和電容C5-C6組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度自動(dòng)量程照度計(jì),其特征在于照度測(cè)量電路中的溫度補(bǔ)償電路由晶體管T1、電阻R22和電位器W3組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度自動(dòng)量程照度計(jì),其特征在于照度測(cè)量電路中的掉電指示電路由晶體管T2-T3、電阻R23-R26和穩(wěn)壓管DW1組成。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型屬于一種用于測(cè)量光照強(qiáng)度的照度計(jì)。本照度計(jì)主要由電源開(kāi)關(guān)、液晶顯示器、機(jī)殼、光度頭與電子線(xiàn)路連接的插座、屏蔽電纜、光度頭和照度測(cè)量電路構(gòu)成。具有設(shè)計(jì)方法新穎、測(cè)量精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能齊全、操作方便、外形美觀(guān)等特點(diǎn),適用于建筑照明測(cè)量,農(nóng)業(yè)、林業(yè)、攝影、燈具檢驗(yàn)等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G01J1/10GK2110215SQ92200050
公開(kāi)日1992年7月15日 申請(qǐng)日期1992年1月7日 優(yōu)先權(quán)日1992年1月7日
發(fā)明者隋瑞秀, 李長(zhǎng)吉, 李苑秀, 生廣倫 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院原子能利用研究所
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