高精度自動量程照度計的製作方法
2023-07-10 05:51:06 1
專利名稱：高精度自動量程照度計的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於一種測量光照強度的照度計。
照度計光度頭的光譜響應函數F(λ)與光度頭中使用的各種濾色片的光譜響應函數及其厚度、光電轉換器件的光譜響應函數等參數，有著複雜的函數關係。現在使用的照度計都是通過實驗方法，選用不同厚度和不同光譜響應的濾色片，來修正光電轉換器件的光譜響應，使照度計光度頭的光譜響應函數F(λ)儘可能地與標準明視覺函數V(λ)相吻合。上述方法既浪費大量材料和時間，又很難獲得滿意結果，並且會因光度頭使用的濾色片和光電轉換器件的光譜響應函數的離散性，造成光度頭光譜響應函數與標準明視覺函數的吻合程度降低，嚴重影響照度測量的準確度。此外，現在使用的非自動量程照度計使用不方便。
本實用新型就是要解決現有照度計光度頭設計中遇到的難題，根據光學理論，利用電子計算機選擇所需濾色片的牌號，並計算出各片濾色片的最佳厚度，使光度頭的光譜響應函數F(λ)與標準明視覺函數V(λ)極為吻合，極大地減少了十分複雜的實驗工作。同時，把用電子計算機輔助設計出的光度頭與電子線路相結合，提供一種高精度自動量程照度計。
本實用新型主要由電源開關1、液晶顯示器2、機殼3、光度頭與電子線路連接的插座4、屏蔽電纜5、光度頭6和照度測量電路組成。
圖1為本實用新型的結構示意圖。
圖2為本實用新型機殼的A向側視圖。
圖3為本實用新型的光度頭結構示意圖。
圖4為本實用新型的光度頭的半剖視圖。
圖5為本實用新型的電路圖。
其中，1－電源開關，2－液晶顯示器，3－機殼，4－光度頭與電子線路連接的插座，5－屏蔽電纜，6－光度頭，7－光度頭餘弦修正器，8－光衰減片，9－濾色片A，10－濾色片B，11－矽光電池，12－光度頭芯殼，13－光度頭底座，14－矽光電池引線。
本照度計使用袖珍塑料機殼，光度頭與電子線路連接的插座位於機殼頂部中央。光度頭由余弦修正器7、光衰減片8、濾色片A9、濾色片B10、矽光電池11、光度頭芯殼12和光度頭底座13組成。
以下結合附圖詳細敘述本發明的實施例
光度頭的餘弦修正器7對被測光強進行餘弦修正，使入射到矽光電池11表面的光強能夠隨入射角的變化而按餘弦法則變化。濾色片A9和濾色片B10是經過計算機進行大量計算後，對其牌號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函數與標準明視覺函數極為吻合。表1為本實用新型的光度頭的光譜響應函數F(λ)與標準明視覺函數V(λ)的對照表。
矽光電池11是光電轉換器件，它將光照度轉換為光電流，光電流由電纜和插座進入照度測量電路。
由集成運算放大器IC1－IC2、電阻R1－R4、電容C1－C4和電位器W1－W2組成的照度測量電路中的前置放大電路，將光度頭產生的光電流線性地轉換為電壓量，然後由IC6、電阻R17－R18和電容C7－C10組成的A／D轉換電路將這一模擬量轉換成數字量，最後由液晶顯示器IC7顯示出來，即是測得的照度值。
集成電路IC3－1－IC3－2、IC4－IC5、電阻R5－R15和電容C5－C6組成了照度測量電路中的量程自動切換電路，本照度計從0－19.99萬勒克斯共分三檔，即從0－1999勒克斯為一檔，從2000－1.99萬勒克斯為另一檔，從2萬－19.99萬勒克斯為最後一檔。電路根據被測光強度自動選擇和切換量程。
基準穩壓管DW2、集成電路IC3－3、電阻R19－R21和電容C11組成的電路為A／D轉換電路提供一基準參考電壓；電晶體T1、電阻R22和電位器W3組成了照度測量電路中的溫度補償電路，補償由矽光電池的溫度特性所引起的測量誤差；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轉換成一對正、負4.5伏的電源，以供前置放大電路使用；電晶體T2－T3、電阻R23－R26和穩壓管DW1組成了照度測量電路中的掉電指示電路，當電源E的電壓降至7伏時，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。
實踐證明，本實用新型具有以下優點1、利用電子計算機，通過計算方法選定用於修正矽光電池光譜響應函數的濾色片的牌號和最佳厚度，使照度計光度頭的光譜響應函數與標準明視覺函數極為吻合(見表1)，使用這一方法不但減少了大量實驗工作，而且隨時能夠對因矽光電池和濾色片的光譜響應的離散性而導致的F(λ)與V(λ)的偏差進行修正，測量精度高。
2、測量電路設計簡單，功能齊全，易於調試。
3、照度計量程可自動切換，使用方便。
4、整機工藝設計合理、簡單，成本低，體積小，重量輕，外型美觀。
表1、光度頭的光譜響應函數F(λ)與標準明視覺函數V(λ)的對照表
權利要求1.一種高精度自動量程照度計，採用袖珍塑料機殼，其特徵在於該照度計由電源開關1、液晶顯示器2、機殼3、光度頭與電子線路連接的插座4、屏蔽電纜5、光度頭6和照度測量電路組成。
2.根據權利要求1所述的高精度自動量程照度計，其特徵在於光度頭由余弦修正器7、光衰減片8、濾色片A9、濾色片B10、矽光電池11、光度頭芯殼12和光度頭底座13組成。
3.根據權利要求1所述的高精度自動量程照度計，其特徵在於照度測量電路中的前置放大電路由集成運算放大器IC1－IC2、電阻R1－R4、電容C1－C4和電位器W1－W2組成。
4.根據權利要求1所述的高精度自動量程照度計，其特徵在於照度測量電路中的量程自動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.根據權利要求1所述的高精度自動量程照度計，其特徵在於照度測量電路中的溫度補償電路由電晶體T1、電阻R22和電位器W3組成。
6.根據權利要求1所述的高精度自動量程照度計，其特徵在於照度測量電路中的掉電指示電路由電晶體T2－T3、電阻R23－R26和穩壓管DW1組成。
專利摘要本實用新型屬於一種用於測量光照強度的照度計。本照度計主要由電源開關、液晶顯示器、機殼、光度頭與電子線路連接的插座、屏蔽電纜、光度頭和照度測量電路構成。具有設計方法新穎、測量精度高、結構簡單、功能齊全、操作方便、外形美觀等特點，適用於建築照明測量，農業、林業、攝影、燈具檢驗等領域。
文檔編號G01J1/10GK2110215SQ92200050
公開日1992年7月15日 申請日期1992年1月7日 優先權日1992年1月7日
發明者隋瑞秀, 李長吉, 李苑秀, 生廣倫 申請人:中國農業科學院原子能利用研究所