لوکس متر ( نور سنج )

لوکس متر چیست؟

متر لوکس ، که گاهی اوقات متر نور نیز نامیده می شود ، شدت روشنایی را که توسط چشم انسان متمایز می شود اندازه گیری می کند. این مقدار با مقدار عینی انرژی تابیده یا منعکس شده ارتباطی ندارد ، زیرا طول موج های مختلف در طیف مرئی با حساسیت متفاوتی توسط چشم درک می شوند و لوکس مترها با توجه به این متغیر شدت نور را ارزیابی می کنند.

چشم انسان با توجه به دو مدل مکمل فیزیولوژی بینایی ، رنگ های نور را تشخیص می دهد.

نظریه سه گانه

نظریه سه گانه بیان می کند که هر یک از سه نوع مخروط در چشم با محدوده خاصی از طول موج فعال می شوند :

1. مخروط های β نور را در محدوده 400-500 نانومتر 
2. مخروط Υ بین 450-630 نانومتر
3. ρ مخروط بین 500-700 نانومتر 

نظریه فرآیند مخالف

نظریه فرآیند مخالف می گوید که رنگها توسط میله ها و مخروط ها به صورت متضاد درک می شوند :

1. سیاه در مقابل سفید
2. آبی در مقابل زرد
3. قرمز در مقابل سبز

نتیجه چشمی است که رنگهای خاصی را با دقت بیشتری درک می کند - میانگین رنگ پذیری چشم با نمودار CIE نشان داده می شود.

سایه های سبز بیشتر از هر رنگ دیگری مشخص شده است و این دلیل اصلی است که تجهیزات دید در شب بازتاب نور سبز را تقویت می کند.

شدت نور مرئی برای این ترجیحات زیستی ذاتی به عنوان شار نوری شناخته می شود. متر لوکس نمی تواند نقص ها یا واریانس های بصری فردی را جبران کند. مجموع توان خروجی به عنوان شار تابشی اندازه گیری می شود.

واحد شار نوری

واحد شار نوری به عنوان lux (lx) شناخته می شود. برابر با یک لومن در متر مربع است و مقدار لوکس با توجه به فاصله ، جهت و محیط مستقیماً با روشنایی ارتباط دارد.

یک لومن تابش نور مرئی واقعی یک منبع است، معادل یک کاندلا در زاویه اندازه گیری سه بعدی ، یا یک کاندلا در هر استرادیان. در اصل ، خروجی یک شمع معمولی است.

به طور دقیق تر ، candela به عنوان "منبعی که تابش تک رنگ با فرکانس 540 10 1012 هرتز منتشر می کند و دارای شدت تابشی در این جهت 1/683 وات در هر استرادیان است" مشخص شده است.

شمع پا یک روش جایگزین برای روشنایی است که عمدتا در ایالات متحده استفاده می شود. یک شمع پا معادل یک لومن در فوت مربع و تقریبا 10.76 lx است.

اکثر لوکس مترها روشنایی را با یک آشکارساز نوری یکپارچه ثبت می کنند. آشکارساز نوری برای نوردهی مطلوب عمود بر منبع نور قرار گرفته است - بسیاری از مترهای لوکس از یک آشکارساز نوری مفصل یا متصل به این منظور استفاده می کنند.

بازخوانی ها از طریق ابزار آنالوگ یا LCD دیجیتال به کاربر ارائه می شود. انواع دیجیتال اغلب شامل ورودی های اصلی اپراتور است. بسیاری از انواع دیجیتال می توانند اندازه گیری ها را ذخیره کرده و دارای محدوده تشخیص قابل تنظیم باشند.

آشکارسازی نوری

آشکارسازهای نوری متشکل از سلنیوم یا سیلیکون روشنایی را به صورت فتوولتائیک تعیین می کنند.

جریان تولیدی متناسب با فوتون های دریافتی است. آشکارسازهای مبتنی بر سیلیکون باید ولتاژ تولید شده در معرض نور را تقویت کنند.

آشکارسازهای مبتنی بر سلنیوم فوتون ها را به ولتاژ کافی تبدیل می کنند تا مستقیماً به گالوانومتر متصل شوند ، اما در تعیین اندازه گیری لوکس برای منابع نوری زیر 1000 لومن مشکل دارند.

آشکارسازهای نوری که میزان روشنایی را از طریق مقاومت در برابر نور اندازه گیری می کنند ، از یک لایه سرامیکی دوپ شده با سولفید کادمیوم تشکیل شده اند.

یک جریان سوئیچینگ الکترونیکی به سلول وارد می شود و با افزایش فوتون ها مقاومت افزایش می یابد تا در نهایت یک بازخوانی متناسب ایجاد شود. قوانین موجود بودن دستگاه های کادمیوم را در مناطق خاصی محدود می کند.

تصحیح

آشکارسازهای نوری نسبت به همه رنگهای نور مرئی ، از جمله طول موجهایی که توسط چشم مشخص نمی شوند ، حساس هستند.

بنابراین ، پس از قرار گرفتن در معرض نمونه ، آشکارسازهای نوری باید یک ضریب تصحیح را برای قرائت ها اعمال کنند. منابع نوری مختلف به عوامل تصحیح متفاوتی نیاز دارند.

بسیاری از لوکس مترهای تجاری از پیش تنظیم شده اند تا نور رشته ای را ثبت کنند ، اما در خواندن تخلیه با شدت بالا ، هالید فلز ، سدیم با فشار بالا و چراغهای فلورسنت سفید سرد مشکل دارند.

مترهای دارای فاکتورهای تصحیح از پیش تنظیم شده می توانند اندازه های لوکس دقیق را برای این منابع ارائه دهند. نورسنج های پیشرفته تر با منابع نوری خاص با فیلترها و لنزهای نوری تنظیم شده و عدم قطعیت ضریب تصحیح را حذف می کند.

پیکربندی

اکثر لوکس مترها دستگاه های دستی هستند و به راحتی به محل کار منتقل می شوند.

آشکارسازهای نازک مفصل و متصل به یکدیگر ممکن است به هر دو دست نیاز داشته باشند تا به طور مطلوب نوریاب و ماژول را قرار دهند ، اما انعطاف پذیری اندازه گیری را نیز فراهم می کنند.

برخی از مدلهای دستی ممکن است شامل پایه یا سازه نصب مانند سه پایه باشند.

مشخصات فنی

تصحیح کسینوس

نوری که به زاویه ای به آشکارساز نوری وارد می شود می تواند شکست داده و باعث خطای اندازه گیری شود. برخی از آشکارسازهای نوری برای این اشتباه خواندن تصحیح می کنند.

محدوده

محدوده تشخیص پویا نورسنج ، بیان شده در لوکس یا شمع های پا. بسیاری از مترها مقیاس تشخیص قابل تنظیم را به کاربر ارائه می دهند.

دقت

تحمل بازخوانی متر ؛ بیشتر مترها بین 3-7 ± متغیر هستند. کالیبراسیون منظم تحمل ها را به حداقل می رساند و مترهای آزمایشگاهی و مرجع برای اندازه گیری های مطلق کالیبره می شوند. بسیاری از عوامل عملیاتی می توانند دقت ابزار را کاهش دهند.

وضوح

حداقل فاصله بین اعداد بازخوانی ، معمولاً بر اساس مقیاس اندازه گیری قابل تنظیم است.

دمای کار

حداکثر دمای محیط برای اطمینان از عملکرد موثر. بسیاری از آشکارسازهای نوری در دمای 120 درجه فارنهایت به طور دائم آسیب می بینند.