《照明设计手册》第22章照明测量.doc

《照明设计手册》第 22 章照明测量编写者:彭明元第一节概述照明装置在工作面上或在所要求的位置上产生的照度或亮度水平,是照明设计的重要指标,并有国家标准予以规定,因此,对新建、改建或运行中的照明装置应进行照度或亮度测量。对照明进行测量可以达到以下目的: (1) 检验实测照明效果是否达到预期的设计目标; (2) 了解不同照明装置产生的效果并进行分析比较,取得设计经验; (3) 确定是否需要对照明装置进行改装或维护。为使测量结果准确可靠并有可比性,测量仪器和测量方法都应遵守国家标准 GB 5700--1985 《室内照明测量方法》和 GB /T 15240--1994 《室外照明测量方法》及有关规定。第二节照度计一、照度计的构造测量照度的仪器是照度计,或称勒克斯计。照度计通常是由硒光电池或硅光电池和微安表组成,见图 22 —1。硒光电池是把光能直接转换成电能的光电元件。当光线射到硒光电池表面时,入射光透过金属薄膜 4到达半导体硒层 2和金属薄膜 4的分界面上,在界面上产生光电效应。产生电位差的大小与光电池受光表面上的照度有一定的比例关系。这时如果接上外电路,就会有电流通过,电流值从以勒克斯为刻度的微安表上指示出来。光电流的大小取决于灰射光的强弱和回路中的电阻。照度计有变档装置,因此可以测高照度,也可以测低照度。图 22 —1硒光电池照度计原理图 1金属底板; 2一硒层; 3一分界面; 4一金属薄膜; 5一集电环二、照度计的技术要求照度计的质量主要由以下四个方面的因素决定: (1) 光谱响应; (2) 余弦响应; (3) 响应的线性: (4) 对温度的敏感性。 。如果光电池不加修正而直接使用,在测量光谱能量分布不同的光源,特别是测量具有非连续光谱的气体放电灯产生的照度时,就会出现较大的误差。所以,为了获得精确的照度测量,必须把光电池的光谱响应修正到人的视觉系统的光谱响应[以 CIE “平均人眼”的光视效率 V(A) 数据为标准]。这种修正可以是直接采用在光电池上加滤光片的方法, 也可以间接采用在不同光源下校准光电池提供修正系数的方法。精密的照度计都是给光电池匹配一个合适颜色的玻璃滤光片构成颜色修正光电池。颜色修正光电池的光谱灵敏度与 y(A) 曲线的相符程度越好,照度计的精度就越高。具有颜色修正的光电池可以用于所有光源下的照度测量。光电池的相对光谱灵敏度曲线与 CIE V(A) 曲线的比较见图 22 —2。图 22 —2光电池的相对光谱灵敏度曲线与 CIE V(A) 曲线的比较 。具体地说,当光线以倾斜方向照射光电池时,光电流输出应符合余弦法则,即这时的照度应等于光线垂直入射时的法线照度与入射角余弦的乘积。但是,由于光电池表面的镜面反射作用以及固定光电池部件的遮挡,在光线入射角大时,会从光电池表面反射和遮挡掉一部分光线,从而使光电流小于上面所说的正确值。为了修正这一误差,通常在光电池上外加一个用均匀漫射材料制成的余弦校正器。 ,照度计的读数应与投射到光电池受光表面上的光通成正比,也就是说,照度计的示值应该与光电池受光面上的照度值成线性关系。照度计响应的线性度主要由光电池输出连接线路的电阻和受光量决定,照度越高,阻值越大,引起的非线性越严重。 ,如果内阻大而温度过高,则会引起测量误差。硒光电池比硅光电池对温度更敏感。如果将硒光电池连续曝光在 50 ℃以上,那么,它将会受到持久的损害。光电池应当在环境温度为 25 ℃左右使用,照度计的使用说明书上都列有该照度计对温度的适应范围。总的来说,一个好的照度计应该有颜色修正和余弦响应、响应的线性、不受环境温度的影响。按照国家标准 GB5700--1985 《室内照明测量方法》的规定,室内照度测量宜采用精度为二级以上的照度计(指针式或数字式)。按照 GB /T 15240--1994 《室外照明测量方法》的规定,室外照明的照度测量宜采用一级照度计,对于道路和广场照明的照度测量,应采用能读到 的照度计。按照 JJG 245--2005 《光照度计》的规定,各级照度计的技术要求如表 22 —1所示。表 22 —1各级照度计的技术要求级别技术要求标准照度计一级照度计二级照度计级别技术要求标准照度计一级照度计二级照度计相对示值误差(%) ≤± 1 .5 ≤± 4 ≤± 8 偏振依赖性(%)246 方向性误差(%) ≤3≤4≤6 V(A) 误差(%)≤3≤5 ≤8 红外响应误差(%) ≤1≤2≤4 温度依赖性%/ ℃± ± ± 1