通量計白熾燈光源光通量計的設(shè)計

主要研究白熾燈的光通量測量方法。針對白熾燈的性能特點，通過比較分析光通量的兩類常用的測量方法，著重介紹了基于積分球的光通量相對比較測量法，并給出了光通量的計算公式。最后指出了測量方法可能導(dǎo)致誤差產(chǎn)生的原因。

通量計白熾燈光源光通量測量方法簡介

白熾燈是根據(jù)電流的熱效應(yīng)制成的發(fā)光器件，它是將燈絲通電加熱到白熾狀態(tài)，利用熱輻射發(fā)出可見光的電光源，至500℃ 時開始發(fā)出可見光。

通常采用兩種方法進(jìn)行光通量的測量：相對比較法和絕對測定法。絕對測定法是使用分布光度計測量光源發(fā)光強(qiáng)度的空間分布，再由其分布計算總光通量，并由其分布得到配光曲線；相對比較法則是利用光通量已知的標(biāo)準(zhǔn)燈和待測燈進(jìn)行比較，從而得到待測燈的總光通量。

絕對測定法對各種光源的測定都能達(dá)到很高的精度，但其用到的測量裝置———分布光度計價格昂貴，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不適用于小型計量單位。所以絕對測定法一般用于建立總光通量標(biāo)準(zhǔn)，以及不適合采用相對比較法的情況下。相對比較法是更為常用的測量方法，測量原理和數(shù)據(jù)處理都相對比較簡單。

通量計理想積分球原理

積分球又稱光通球，它是內(nèi)部中空的完整球殼。積分球的尺寸各異，最大的直徑可達(dá)5m，最小的直徑僅有十幾厘米，球內(nèi)壁涂以白色涂料。理想積分球需滿足以下條件：1) 球的內(nèi)表面是一個完整的幾何球面，半徑處處相等；2) 球內(nèi)沒有任何物體，光源視為只發(fā)光而沒有體積的抽象光源；3) 球內(nèi)壁是中性的均勻漫反射面，對各種波長的入射光具有相同的漫反射比。

理想條件下，設(shè)積分球半徑為r，球內(nèi)壁各點漫反射均勻，服從朗伯定律，漫反射比為ρ。光源可在球內(nèi)任何位置，光源的總光通量為φ。

設(shè)在A點處面積元dS上產(chǎn)生的直射光照度為E_a。由于球內(nèi)壁為均勻漫反射表面，因此，dS面上的光出射度為：M=ρE_a。

根據(jù)朗伯定律，M=πL=ρE_a。

計算可知，漫反射照度E_ρ與總光通量Φ 成正比。標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量是已知量，其漫反射照度可以測出。待測光源的漫反射照度亦可測出，通過相對比較法即可得到其光通量。這就是利用積分球測量總光通量的基本原理。

通量計積分球相對比較法測量總光通量

在進(jìn)行測量前，首先在積分球內(nèi)點亮一只白熾燈，主要起以下作用：1) 使積分球內(nèi)壁的漫反射比穩(wěn)定；2)去潮氣；3)預(yù)照光電池，使其響應(yīng)度趨于穩(wěn)定。 2100433B

磁通量計也叫做麥克斯韋計，是用來測量磁感應(yīng)強(qiáng)度B和磁通量功的儀器。永磁鐵和電磁鐵磁極附近區(qū)域或地磁場中磁通密度 ( 即磁賓應(yīng)強(qiáng)度 ) B的測量，無論從實驗室的工作還是在教學(xué)的演示實驗中，都占有重要的位置 。為此，出現(xiàn)了早期的基于探測線圈和電量測量的磁通量計，但早期的電量測量儀器的靈敏度很低，或要使用操作麻煩的示波器進(jìn)行間接計算。

通量計法則1

為了說明電路的工作原理，必須理解集成運放IC的兩條設(shè)計法則。

集成運放工作于放大器時，可以將兩個輸入端之間的電壓看作零，即兩個輸入端的電勢相等。這是因為集成運放的開環(huán)電壓放大倍數(shù)十分大，輸出電壓與輸入電壓之比高達(dá)10⁵一10⁵( 如F3140的開環(huán)電壓增益為106dB )，輸入端只要有幾百微伏的差動電壓，就足以使輸出端產(chǎn)生最大輸出電壓( 如F3140的最大輸 出電壓為士12V ) 。因此，可以把兩個輸入端之間的電壓看作為零，即把兩個輸入端的電勢看作是相等的。

通量計法則2

集成運放工作于放大器時，可以認(rèn)為輸入端不汲取電流。這是因為集成運放只汲取極微小的輸入電流 ( 如 F 3140的微小輸入電流僅為10PA左右 ) 。

測量開始前，將探測線圈S放在待測磁場中，使磁力線垂直于線圈平面 。分別按一下按鈕開關(guān)K₁ 和K₂，使電容器C₁和C₂全部放電。

當(dāng)把探測線圈S從磁場中取出時 ( 快速取出或慢速取出都行 )，由于穿過線圈的磁通量的變化，線圈中產(chǎn)生感生電動勢ε，導(dǎo)致回路中電荷的流動，對電容器C₁和C₂充電 。

根據(jù)集成運放的設(shè)計法則2，略去運放的輸入電流，可得電容器C₁和C₂的充電電壓U₁和U₂ 為：U₁=U₂=ε ；式中ε為感生電動勢 。

通量計待測磁通密度的大小

例如取n=1000，A=9.62cm²，R=10kΩ和C=100μF，得靈敏度1.9V/T ，每特斯拉的磁通密度給出1.9伏的示值。

設(shè)計常數(shù)k可以根據(jù)待測磁通密度的大小。在巳確定探測線圈的n 和A兩個參數(shù)之后，可以采用不同的RC值制成多量程磁通量計。

在常規(guī)的磁通量計中，探測線圈必須以沖擊的形式快速地從磁場中移出。在儀器中，探測線圈快速或緩速移出都無妨。這是因為電容器上充電電量與探測線圈的移動速度無關(guān)，而電量的測量又無需采用沖擊電流計測量。

通量計儀器的輸出電壓U0必須充分注意

關(guān)于儀器的輸出電壓U₀，有兩點必須給以充分注意 。

第一點是U₀的穩(wěn)定性取決于集成運放的輸入偏置電流的大小，必須采用輸入偏置電流很小的集成運放，即高輸入阻抗集成運放 。這類運放有單電源饋電型，如F3140，使用方便且電路簡單。

第二點是U₀有零點漂移，這是由集成運放的輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電壓溫漂引起的 。讀數(shù)前，應(yīng)調(diào)節(jié)運放補(bǔ)償端的調(diào)零電位器使伏特計指零端后再測量讀數(shù)。采用運放F3140的調(diào)零電位器R_w的接線法 。

用于測量試件輻射通量的熱通量計應(yīng)選用無開口，直25mm的熱通量計（如22Schmidt-Boelter型）。它的量程為（0～15）kW/m，校準(zhǔn)時應(yīng)在輻射通量（1～15）kW/m的范圍內(nèi)操作。使用時須為熱通量計準(zhǔn)備溫度為（15～25）℃的冷卻水源。熱通量計的精3%。校準(zhǔn)板是由厚201）mm，密度（850100）kg/m無涂覆層的硅酸鈣板制成，尺寸為長（105020）mm，寬（25010）mm。沿著中心線從試件零點開始，在110mm、210mm，直到910mm的位置開有直徑為（261）mm的圓孔。如果需要進(jìn)行煙氣測量，測煙裝置作了說明。輻射高溫計、熱通量計和測煙系統(tǒng)的輸出信號應(yīng)通過適當(dāng)?shù)姆椒ㄓ涗浵聛怼?

EIT UVICURE Plus Ⅱ 單通道能量儀 / EIT UV Power Puck Ⅱ 四通道 UV測量計

這款UV能量計,第一次設(shè)定UV工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)在正設(shè)定一個新的標(biāo)準(zhǔn),使用先進(jìn)的性能和容易讀取的顯示,多用戶選擇模式,PC通訊能用于數(shù)據(jù)記錄和曲線分析,以及過程驗證 。

美國EIT四通道UV能量計標(biāo)準(zhǔn)的功能和優(yōu)點

容易使用,一鍵完成ON/OFF和運行操作。

容易讀取數(shù)據(jù)顯示屏,同時顯示4個波段。

UV Power Puck II上4個波段的數(shù)據(jù)可以同時顯示在顯示屏上,讓操作員快速讀取。不需要切換獲得8個數(shù)值,一次讀取。軟按鍵用于功能選擇,在顯示屏的下方有指示,方便操作員選擇和使用。

標(biāo)準(zhǔn)EIT多波段:

UVA (320-390nm),UVB (280-320nm)

UVC (250-260nm),UVV (395-445nm)

美國EIT四通道UV能量計動態(tài)范圍

標(biāo)準(zhǔn)版本 10 Watt UVA, UVB, UVV;1 Watt UVC。低功率版本 100 mW。

美國EIT四通道UV能量計設(shè)置功能

提供用戶可選的儀表模式用于數(shù)據(jù)分析,比較,篩選和操作設(shè)定。

美國EIT四通道UV能量計數(shù)據(jù)參考模式

用于比較讀數(shù)。在系統(tǒng)安裝和檢修故障的時候非常有用。用戶可以將選定UV讀數(shù)存儲為基準(zhǔn)線或是參考讀數(shù),然后和另一個讀數(shù)比較。儀表會顯示兩個讀數(shù),并指示讀數(shù)之間的變化百分比。數(shù)據(jù)顯示為mJ/cm2 ,mW/cm2, 和百分比。

美國EIT四通道UV能量計圖形模式

圖形模式顯示采集到的每個UV波段的UV照度和能量。圖形展示為照度隨時間而變化。右邊顯示的圖形表示一個燈或是2個燈的固化系統(tǒng)。

美國EIT四通道UV能量計測量的單位

測量的單位是用戶可選擇的,讓操作員容易讀取。數(shù)據(jù)將按您的需要顯示。選擇的單位可以是:mJ/cm2,mW/cm2,J/cm2,W/cm2,uJ/cm2,uW/cm2。

彩色,容易讀取的顯示屏

可以選擇低,中和高強(qiáng)度用于圖形顯示。

美國EIT四通道UV能量計通訊端口

UV能量計和PC/PDA符合串口通訊協(xié)議。下載收集的數(shù)據(jù)到計算機(jī)做統(tǒng)計分析和數(shù)據(jù)記錄,以及過程驗證。

美國EIT四通道UV能量計技術(shù)規(guī)格表

顯示 :容易讀取,黃色數(shù)字,黑色背景

測量范圍

標(biāo)準(zhǔn)版本:UVA,UVB,UVV -10mW/cm2 to 10W/ m2;UVC -5mW/cm2 to 1W/cm2

低功率版本:UVA,UVB,UVC,UVV:100microW/cm2 to 100mW/cm2

測量精度

± 10%;± 5% 典型

光譜范圍

(UV Power Puck II)

4通道連續(xù)監(jiān)控320-390nm (UVA), 280-320nm (UVB), 250-260nm (UVC), 395-445nm (UVV)

光譜范圍

(UVICURE Plus II)

1通道連續(xù)監(jiān)控. 320-390nm (UVA), 280-320nm (UVB), 250-260nm(UVC), 395-445nm (UVV) (需在定購前確定UV波段)

空間響應(yīng) :近似余弦

操作溫度 :0-75°C內(nèi)部溫度。允許較短時間的更高外部溫度(當(dāng)溫度超過相應(yīng)的規(guī)格,會有提示音)

時間規(guī)定

2分鐘DISPLAY模式 (沒有按鍵動作)。EITIM也可以設(shè)置沒有時間顯示。

電池 :兩只可更換AAA堿性電池

電池壽命 :大約20小時顯示時間

尺寸 :直徑117mm x高度127mm

重量 :289 克

外殼材料 :鋁和不銹鋼

手提包重量 :260克

手提包尺寸 274mm寬×89mm高×197mm深

EIT UVPower Puck II 四通道多功能UV能量計標(biāo)準(zhǔn)的功能和優(yōu)點

容易使用,一鍵完成ON/OFF和運行操作。容易讀取數(shù)據(jù)顯示屏,同時顯示4個波段。

UV PowerPuck II上四個波段的數(shù)據(jù)可以同時顯示在顯示屏上,讓操作員快速讀取。不需要切換獲得8個數(shù)值,一次讀取。軟按鍵用于功能選擇,在顯示屏的下方有指示,方便操作員選擇和使用。

EIT UVPower Puck II 四通道多功能UV能量計標(biāo)準(zhǔn)EIT多波段

UVA(320-390nm),UVB(280-320nm) UVC(250-260nm),UVV(395-445nm)

動態(tài)范圍:標(biāo)準(zhǔn)版本1 10WattUVA,UVB,UVV;1WattUVC。低功率版本 100mW。

設(shè)置功能:提供用戶可選的儀表模式用于數(shù)據(jù)分析,比較,篩選和操作設(shè)定。

EIT UVPower Puck II 四通道多功能UV能量計數(shù)據(jù)參考模式

用于比較讀數(shù)。在系統(tǒng)安裝和檢修故障的時候非常有用。用戶可以將選定UV讀數(shù)存儲為基準(zhǔn)線或是參考讀數(shù),然后和另一個讀數(shù)比較。儀表會顯示兩個讀數(shù),并指示讀數(shù)之間的變化百分比。數(shù)據(jù)顯示為mJ/cm

美國產(chǎn)EIT UVICURE PlusII和UV PowerPuck II UV能量計是之前全球UV工業(yè)廣泛應(yīng)用UVICURE Plus和UV PowerPuck的最新版本。帶用戶可選的抽樣速率,新的測試儀可以用于高速傳送帶或是更慢的生產(chǎn)線,測量和其他的EIT產(chǎn)品兼容。