什么是光照度傳感器？光照度與光強度概念解讀

時間：2021-03-15

光照度傳感器是將光照度大小轉換成電信號的一種傳感器，輸出數(shù)值計量單位為Lux。光照度變送器在多個行業(yè)中都有一定的應用，如農業(yè)大棚、大街上的路燈以及自動化氣象站等環(huán)境的光照度監(jiān)測。

從工作原理上講，光照度傳感器采用熱點效應原理，這種傳感器使用了對弱光性有較高反應的探測部件，這些感應原件就像相機的感光矩陣一樣，內部有繞線電鍍式多接點熱電堆，其表面涂有高吸收率的黑色涂層，熱接點在感應面上，而冷結點則位于機體內，冷熱接點產生溫差電勢。在線性范圍內，輸出信號與太陽輻照度成正比。透過濾光片的可見光照射到進口光敏二極管，光敏二極管根據(jù)可見光照度大小轉換成電信號，然后電信號會進入傳感器的處理器系統(tǒng)，從而輸出需要得到的二進制信號。

當然，光照度傳感器還有很多種分類，有的分類甚至對上面介紹的結構進行了優(yōu)化，尤其是為了減小溫度的影響光照度傳感器還應用了溫度補償線路，這樣很大程度上提高了光照度傳感器的靈敏度和探測能力。

“光照度”常會與“光強度”的概念混淆，讓人分不清楚，那么光照度就是光強度嗎？其實在光度學中是沒有“光強”這樣一個概念的。常用的光學量概念有發(fā)光強度、光照度、光出射度和光亮度?！肮鈴姟敝皇且粋€通俗的說法，很難說對應哪一個光度學概念。

以上所說的幾個概念都有嚴格的物理定義：

發(fā)光強度：光源在單位立體角內發(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：單位面積上沿法線方向的發(fā)光強度，或稱單位面積在其法線方向上單位立體角內發(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)光強度、光亮度與方向有關，*推導出：各個方向上光亮度相同的光源其發(fā)光強度是方向的余弦函數(shù)，在法線方向上發(fā)光強度較大，稱為余弦輻射體，也叫朗伯光源。各個方向上發(fā)光強度都相等的光源其光亮度就是不等的。

這些光學量都用到光通量，光通量是與輻射能通量相對應的光學量，因為光是一種電磁輻射。不同波長的電磁波1瓦的輻射能通量所相當?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，即人眼對不同波長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的，而400nm到760nm波長的可見光是人眼能看得見的。

在物理光學中也提到“光強”，是用麥克斯韋方程組解出光的電矢量，電場強度的平方就是物理光學中的光強，主要用于計算干涉、衍射效應得到的圖形。

在光學各相關學科中光強度是一個比較含糊的概念，不同的分支有不同的說法，有的等同于發(fā)光強度，有的等同于光照度，有的等同于光亮度。

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