照度探測的幾種常用技術(shù)及分析

文章出處：http://www.xianjuhong.com 作者：興邦科技 人氣： 發(fā)表時間：2008年05月01日

照度探測的幾種常用技術(shù)及分析

選擇照度是照明設(shè)計的重要問題。照度太低，會損害人員的視力，影響學(xué)習(xí)效率；不合理的高照度則會浪費(fèi)電力，選擇照度必須與所進(jìn)行的視覺工作相適應(yīng)。學(xué)校照明可按國家頒布的《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》來選擇照度和必要的照明質(zhì)量，綜合考慮照明系統(tǒng)的總效率。

節(jié)電控制開關(guān)都有一個光電傳感器，以測量所處教室的光照度，從而確定是否開啟燈具。常用的光電傳感器有光敏電阻和光電池等兩大類。

光敏電阻是采用半導(dǎo)體材料制作，利用內(nèi)光電效應(yīng)工作的光電元件。它在光線的作用下其阻值往往變小，這種現(xiàn)象稱為光導(dǎo)效應(yīng)。光敏電阻的光電流與光照度之間的關(guān)系稱為光電特性。光敏電阻的光電特性呈非線性。因此不適宜做檢測元件，這是光敏電阻的缺點(diǎn)之一，在自動控制中它常用做光線有無的開關(guān)式光電傳感器。另外，光敏電阻的離散性也很大，很難保證一致性，這就使得光敏電阻制成的光電傳感器只能做到點(diǎn)控制，無法進(jìn)行連續(xù)的線性調(diào)節(jié)，加之大多數(shù)都沒有進(jìn)行余弦校正，無法進(jìn)行精確的照度測量和控制。工廠中調(diào)節(jié)好的照度值，由于安裝位置的關(guān)系，很難保證所控場合實際照度滿足要求，不是開啟過早就是開啟過晚。而且光敏電阻和其他半導(dǎo)體器件一樣，受溫度影響較大，當(dāng)溫度升高時，它的暗電阻會下降。溫度的變化對光譜特性也有很大影響。即使安裝的時候開啟和關(guān)閉合適，使用一段時間，由于氣溫的變化，工作點(diǎn)也會發(fā)生較大的偏移，還是會出現(xiàn)開啟過早或開啟過晚的問題。這些勢必影響學(xué)生的視力和節(jié)電效果，因此，光敏電阻照度傳感器用于教室燈光控制這樣對照度要求嚴(yán)格的場合是不合適的，只能用于樓道和衛(wèi)生間等對照度要求不是很嚴(yán)格，只要大致判斷是白天還是晚上等這類場合的使用。其優(yōu)點(diǎn)是價格便宜。

光電池是一種自發(fā)電式的光電元件，它受到光照時自身能產(chǎn)生一定方向的電動勢，在不加電源的情況下，只要接通外電路，便有電流通過。由于硅光電池的光譜峰值位于人眼的視覺范圍，所以很多分析儀器、測量儀表也常用到它。光電池在不同的光照度下，光生電動勢和光電流是不相同的。開路電壓與光照度的關(guān)系是非線性的，而且在光照度為時就趨于飽和，而短路電流在很大范圍內(nèi)與光照度成線性關(guān)系，負(fù)載電阻越小，這種線性關(guān)系越好，而且線性范圍越寬。因此檢測連續(xù)變化的光照度時，應(yīng)當(dāng)盡量減小負(fù)載電阻，使光電池在接近短路的狀態(tài)工作，也就是把光電池作為電流源來使用。光電池的溫度特性是指開路電壓和短路電流隨溫度變化的情況，短路電流隨溫度上升卻是緩慢增加的。因此，光電池作為檢測元件時，只需采用簡單的措施進(jìn)行補(bǔ)償。由于硅光電池的性能優(yōu)越，照度測量使用的照度計采用的就是硅光電池。

由于硅光電池的光電流與照度之間嚴(yán)格的線性關(guān)系，同時采用了視覺校正和余弦校正，使它可以精確地測量照度值，用它制造的控制開關(guān)就可以做到連續(xù)可調(diào)，可以根據(jù)控制點(diǎn)位置的照度與教室實際照度的比例關(guān)系，調(diào)節(jié)開關(guān)的開啟與關(guān)閉照度值，使控制開關(guān)始終工作在最佳狀態(tài)，既滿足學(xué)生學(xué)習(xí)所需的照度，又達(dá)到最佳的節(jié)電效果。是學(xué)校教室節(jié)電照度檢測控制的必然選擇。