专利名称：高精度自动量程照度计的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种测量光照强度的照度计。
照度计光度头的光谱响应函数F(λ)与光度头中使用的各种滤色片的光谱响应函数及其厚度、光电转换器件的光谱响应函数等参数，有着复杂的函数关系。现在使用的照度计都是通过实验方法，选用不同厚度和不同光谱响应的滤色片，来修正光电转换器件的光谱响应，使照度计光度头的光谱响应函数F(λ)尽可能地与标准明视觉函数V(λ)相吻合。上述方法既浪费大量材料和时间，又很难获得满意结果，并且会因光度头使用的滤色片和光电转换器件的光谱响应函数的离散性，造成光度头光谱响应函数与标准明视觉函数的吻合程度降低，严重影响照度测量的准确度。此外，现在使用的非自动量程照度计使用不方便。
本实用新型就是要解决现有照度计光度头设计中遇到的难题，根据光学理论，利用电子计算机选择所需滤色片的牌号，并计算出各片滤色片的最佳厚度，使光度头的光谱响应函数F(λ)与标准明视觉函数V(λ)极为吻合，极大地减少了十分复杂的实验工作。同时，把用电子计算机辅助设计出的光度头与电子线路相结合，提供一种高精度自动量程照度计。
本实用新型主要由电源开关1、液晶显示器2、机壳3、光度头与电子线路连接的插座4、屏蔽电缆5、光度头6和照度测量电路组成。
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型机壳的A向侧视图。
图3为本实用新型的光度头结构示意图。
图4为本实用新型的光度头的半剖视图。
图5为本实用新型的电路图。
其中，1－电源开关，2－液晶显示器，3－机壳，4－光度头与电子线路连接的插座，5－屏蔽电缆，6－光度头，7－光度头余弦修正器，8－光衰减片，9－滤色片A，10－滤色片B，11－硅光电池，12－光度头芯壳，13－光度头底座，14－硅光电池引线。
本照度计使用袖珍塑料机壳，光度头与电子线路连接的插座位于机壳顶部中央。光度头由余弦修正器7、光衰减片8、滤色片A9、滤色片B10、硅光电池11、光度头芯壳12和光度头底座13组成。
以下结合附图详细叙述本发明的实施例
光度头的余弦修正器7对被测光强进行余弦修正，使入射到硅光电池11表面的光强能够随入射角的变化而按余弦法则变化。滤色片A9和滤色片B10是经过计算机进行大量计算后，对其牌号和厚度作出了最佳选择的，其中滤色片A的厚度为1.9mm，滤色片B的厚度为1.7mm，使光度头的光谱响应函数与标准明视觉函数极为吻合。表1为本实用新型的光度头的光谱响应函数F(λ)与标准明视觉函数V(λ)的对照表。
硅光电池11是光电转换器件，它将光照度转换为光电流，光电流由电缆和插座进入照度测量电路。
由集成运算放大器IC1－IC2、电阻R1－R4、电容C1－C4和电位器W1－W2组成的照度测量电路中的前置放大电路，将光度头产生的光电流线性地转换为电压量，然后由IC6、电阻R17－R18和电容C7－C10组成的A／D转换电路将这一模拟量转换成数字量，最后由液晶显示器IC7显示出来，即是测得的照度值。
集成电路IC3－1－IC3－2、IC4－IC5、电阻R5－R15和电容C5－C6组成了照度测量电路中的量程自动切换电路，本照度计从0－19.99万勒克斯共分三档，即从0－1999勒克斯为一档，从2000－1.99万勒克斯为另一档，从2万－19.99万勒克斯为最后一档。电路根据被测光强度自动选择和切换量程。
基准稳压管DW2、集成电路IC3－3、电阻R19－R21和电容C11组成的电路为A／D转换电路提供一基准参考电压；晶体管T1、电阻R22和电位器W3组成了照度测量电路中的温度补偿电路，补偿由硅光电池的温度特性所引起的测量误差；集成电路IC3－4、电阻R27－R29和电容C12－C14组成的电路将9伏电源E转换成一对正、负4.5伏的电源，以供前置放大电路使用；晶体管T2－T3、电阻R23－R26和稳压管DW1组成了照度测量电路中的掉电指示电路，当电源E的电压降至7伏时，该部分电路使液晶显示器IC7的左上角有一箭头显示，以供提示使用者更换电池。
实践证明，本实用新型具有以下优点1、利用电子计算机，通过计算方法选定用于修正硅光电池光谱响应函数的滤色片的牌号和最佳厚度，使照度计光度头的光谱响应函数与标准明视觉函数极为吻合(见表1)，使用这一方法不但减少了大量实验工作，而且随时能够对因硅光电池和滤色片的光谱响应的离散性而导致的F(λ)与V(λ)的偏差进行修正，测量精度高。
2、测量电路设计简单，功能齐全，易于调试。
3、照度计量程可自动切换，使用方便。
4、整机工艺设计合理、简单，成本低，体积小，重量轻，外型美观。
表1、光度头的光谱响应函数F(λ)与标准明视觉函数V(λ)的对照表
权利要求1.一种高精度自动量程照度计，采用袖珍塑料机壳，其特征在于该照度计由电源开关1、液晶显示器2、机壳3、光度头与电子线路连接的插座4、屏蔽电缆5、光度头6和照度测量电路组成。
2.根据权利要求1所述的高精度自动量程照度计，其特征在于光度头由余弦修正器7、光衰减片8、滤色片A9、滤色片B10、硅光电池11、光度头芯壳12和光度头底座13组成。
3.根据权利要求1所述的高精度自动量程照度计，其特征在于照度测量电路中的前置放大电路由集成运算放大器IC1－IC2、电阻R1－R4、电容C1－C4和电位器W1－W2组成。
4.根据权利要求1所述的高精度自动量程照度计，其特征在于照度测量电路中的量程自动切换电路由集成电路IC3－1－IC3－2、集成电路IC4－IC5、电阻R5－R15和电容C5－C6组成。
5.根据权利要求1所述的高精度自动量程照度计，其特征在于照度测量电路中的温度补偿电路由晶体管T1、电阻R22和电位器W3组成。
6.根据权利要求1所述的高精度自动量程照度计，其特征在于照度测量电路中的掉电指示电路由晶体管T2－T3、电阻R23－R26和稳压管DW1组成。
专利摘要本实用新型属于一种用于测量光照强度的照度计。本照度计主要由电源开关、液晶显示器、机壳、光度头与电子线路连接的插座、屏蔽电缆、光度头和照度测量电路构成。具有设计方法新颖、测量精度高、结构简单、功能齐全、操作方便、外形美观等特点，适用于建筑照明测量，农业、林业、摄影、灯具检验等领域。
文档编号G01J1/10GK2110215SQ92200050
公开日1992年7月15日 申请日期1992年1月7日 优先权日1992年1月7日
发明者隋瑞秀, 李长吉, 李苑秀, 生广伦 申请人:中国农业科学院原子能利用研究所