什么是光照度傳感器？光照度與光強(qiáng)度概念解讀

時(shí)間：2021-03-15作者：山東仁科測(cè)控技術(shù)有限公司瀏覽：20

光照度傳感器是將光照度大小轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的一種傳感器，輸出數(shù)值計(jì)量單位為Lux。光照度變送器在多個(gè)行業(yè)中都有一定的應(yīng)用，如農(nóng)業(yè)大棚、大街上的路燈以及自動(dòng)化氣象站等環(huán)境的光照度監(jiān)測(cè)。

從工作原理上講，光照度傳感器采用熱點(diǎn)效應(yīng)原理，這種傳感器使用了對(duì)弱光性有較高反應(yīng)的探測(cè)部件，這些感應(yīng)原件就像相機(jī)的感光矩陣一樣，內(nèi)部有繞線電鍍式多接點(diǎn)熱電堆，其表面涂有高吸收率的黑色涂層，熱接點(diǎn)在感應(yīng)面上，而冷結(jié)點(diǎn)則位于機(jī)體內(nèi)，冷熱接點(diǎn)產(chǎn)生溫差電勢(shì)。在線性范圍內(nèi)，輸出信號(hào)與太陽(yáng)輻照度成正比。透過(guò)濾光片的可見(jiàn)光照射到進(jìn)口光敏二極管，光敏二極管根據(jù)可見(jiàn)光照度大小轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后電信號(hào)會(huì)進(jìn)入傳感器的處理器系統(tǒng)，從而輸出需要得到的二進(jìn)制信號(hào)。

當(dāng)然，光照度傳感器還有很多種分類，有的分類甚至對(duì)上面介紹的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，尤其是為了減小溫度的影響光照度傳感器還應(yīng)用了溫度補(bǔ)償線路，這樣很大程度上提高了光照度傳感器的靈敏度和探測(cè)能力。

“光照度”常會(huì)與“光強(qiáng)度”的概念混淆，讓人分不清楚，那么光照度就是光強(qiáng)度嗎？其實(shí)在光度學(xué)中是沒(méi)有“光強(qiáng)”這樣一個(gè)概念的。常用的光學(xué)量概念有發(fā)光強(qiáng)度、光照度、光出射度和光亮度?！肮鈴?qiáng)”只是一個(gè)通俗的說(shuō)法，很難說(shuō)對(duì)應(yīng)哪一個(gè)光度學(xué)概念。

以上所說(shuō)的幾個(gè)概念都有嚴(yán)格的物理定義：

發(fā)光強(qiáng)度：光源在單位立體角內(nèi)發(fā)出的光通量，單位是坎德拉，即每球面度1流明。

光照度：被照明面單位面積上得到的光通量，單位是勒克斯，即每平方米1流明。

光出射度：光源單位面積上發(fā)出的光通量，單位與光照度相同。

光亮度：?jiǎn)挝幻娣e上沿法線方向的發(fā)光強(qiáng)度，或稱單位面積在其法線方向上單位立體角內(nèi)發(fā)出的光通量，單位是尼特，即每平方米每球面度1流明。

由于發(fā)光強(qiáng)度、光亮度與方向有關(guān)，*推導(dǎo)出：各個(gè)方向上光亮度相同的光源其發(fā)光強(qiáng)度是方向的余弦函數(shù)，在法線方向上發(fā)光強(qiáng)度較大，稱為余弦輻射體，也叫朗伯光源。各個(gè)方向上發(fā)光強(qiáng)度都相等的光源其光亮度就是不等的。

這些光學(xué)量都用到光通量，光通量是與輻射能通量相對(duì)應(yīng)的光學(xué)量，因?yàn)楣馐且环N電磁輻射。不同波長(zhǎng)的電磁波1瓦的輻射能通量所相當(dāng)?shù)墓馔渴遣灰粯拥模瑩Q算到光通量要考慮人眼的光譜靈敏度曲線，即人眼對(duì)不同波長(zhǎng)同樣的輻射能通量所感受到的光是不一樣的，如紅外光、微波、紫外光等人眼是看不見(jiàn)的，而400nm到760nm波長(zhǎng)的可見(jiàn)光是人眼能看得見(jiàn)的。

在物理光學(xué)中也提到“光強(qiáng)”，是用麥克斯韋方程組解出光的電矢量，電場(chǎng)強(qiáng)度的平方就是物理光學(xué)中的光強(qiáng)，主要用于計(jì)算干涉、衍射效應(yīng)得到的圖形。

在光學(xué)各相關(guān)學(xué)科中光強(qiáng)度是一個(gè)比較含糊的概念，不同的分支有不同的說(shuō)法，有的等同于發(fā)光強(qiáng)度，有的等同于光照度，有的等同于光亮度。



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