专利名称：全数字光度、色度传感器及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光度测定法和色度测定法，特别步及一种全数字光度、色度传感器及其应用。
几十年来，光辐射测量技术中应用的光度传感器、色度传感器以光电池、光电倍增管等作为光电转换器件，光信号转换为电流或电压信号输出。该电流或电压信号幅度随光信号强弱而连续变化，即现有的光度传感器和色度传感器所输出的信号是模拟量。众所周知，光度学中测量照度、亮度用的光度传感器由滤光片组和光电转换器构成，而色度学中的测量色度、色温用的色度传感器由多个滤光片组和多个光电转换器构成，它们的输出皆为模拟量。现有光度、色度传感器及其相关的测量仪器存在如下缺陷1、光度、色度传感器输出的模拟量需要经过放大器、模拟开关、A／D转换器、接口电路后，才能将信号送入CPU，CPU通过接口电路控制模拟开关和A／D转换器，A／D转换器把模拟信号变为数字信号，经接口电路，信号送入CPU，CPU将计算结果输出显示、打印、存储。可见现有技术不能将光度、色度传感器输出的信号直接送入CPU，使测量仪器结构复杂化，生产成本高。
2、模拟通道中的放大器和模拟开关的漂移会显著影响仪器的测量精度，而且这种影响是无法消除的。
3、A／D转换器会带来转换误差，包括量化误差和采样噪声等，若12位A／D转换芯片其转换误差为1LSB，对满量程的电压输入信号，其转换精度不到万分之一量级。但是在测量中，由于被测光的变化，一般很难实现满量程的电压信号输入，则检测精度相应降低，一般只能保持在千分之一量级。即使采用高分辨率的16位A／D转换芯片，其转换误差也将保持在万分之一量级。同时A／D芯片固有的采样噪声也很难克服。
4、存在电源干扰任何模拟系统，其供电电源的稳定性至关重要，电源干扰将直接影响到放大器工作的稳定性，因此必须改善供电电源的性能，需要用大量高性能的器件，即便如此，对电源纹波的抑制毕竟是有限度的。
本发明的目的在于提供一种全数字光度、色度传感器，以本光度、色度传感器取代现有的模拟传感器，并把全数字光度、色度传感器应用于光度学和色度学中相关物理量的测量及形成相应的光辐射测量仪器系列。
一种全数字光度传感器，含有滤色片组1，其特征是该光度传感器由滤色片组1和光频转换器2构成，其输出信号为频率信号。如
图1所示。
一种全数字色度传感器，含有多个滤色片组2，其特征是该色度传感器由多个滤光片组1和多个光频转换器2构成，其输出信号为频率信号。如图2所示。
一种应用全数字光度传感器制成的光度测量仪，其特征是光度传感器输出的频率信号直接送入CPU，CPU输出测量结果供显示、打印、存储3，CPU外接一个作为对外通讯用的接口电路4。如图3所示。
一种应用全数字色度传感器制成的色度测量仪，其特征是色度传感器输出的多个频率信号分别送入CPU，CPU输出色度测量结果供显示、打印、存储3，CPU外接一个作为对外通讯用的接口电路4。如图4所示。
同现有技术比较，本发明具有以下突出的优点(1)全数字光度、色度传感器输出的信号为频率信号，可以直接送入CPU，而现有的光度、色度传感器输出的是电流或电压的模拟量，不能直接送CPU处理。
(2)利用本发明的全数字光度、色度传感器制成的光辐射测量仪器其结构大为简化，所用的部件少，造价低。
(3)应用本发明的光度、色度传感器制成的光辐射仪器，如照度测量仪、亮度测量仪、色度测量仪、色温测量仪等，可以省去信号放大器、模拟开关、A／D变换器等，避免这些部件带来的负面影响，如放大器产生的漂移，A／D转换器带来的转换误差，供电电源干扰大等，从而提高了仪器的检测精度和仪器工作的稳定性。
图1为全数字光度传感器的结构示意图。
图2为全数字色度传感器的结构示意图。
图3为本发明的光度测量仪的结构示意图。
图4为本发明的色度测量仪的结构示意图。
图5为实施例用的全数字光度传感器示意图。
图6为实施例用的光度测量仪结构示意图。
实施例如图5所示，将光频转换器2与具有V(λ)光谱修正的滤光片组1相结合构成全数字V(λ)传感器。当全数字V(λ)传感器与全数字信号检测系统相配合，如图6所示，CPU采用89C52，光频传感器2采用TLS235，测量结果由CPU送显示打印存储3，通过TTL··232，可实现检测系统与其他CPU之间的通讯。
权利要求
1.一种全数字光度传感器，含有滤色片组(1)，其特征在于该光度传感器由滤色片组(1)和光频转换器(2)构成，其输出信号为频率信号。
2.一种全数字色度传感器，含有多个滤色片组(1)，其特征在于该色度传感器由多个滤色片组(1)和多个光频转换器(2)构成，其输出信号为频率信号。
3.一种应用权利要求1所述的光度传感器制成的光度测量仪，其特征在于光度传感器输出的频率信号直接送入CPU，CPU输出光度测量结果供显示、打印、存储(3)，CPU外接一个作为对外通讯用的接口电路(4)。
4.一种应用权利要求2所述的色度传感器制成的色度测量仪，其特征在于色度传感器输出的多个频率信号分别送入CPU，CPU输出色度测量结果供显示、打印、存储(3)，CPU外接一个作为对外通讯用的接口电路(4)。
全文摘要
一种全数字光度、色度传感器及其应用,其特征是该传感器由滤色片组和光频转换器组成,其输出信号为频率信号,这种传感器与全数字信号检测系统配合可分别制成测量照度、亮度、色度、色温等光辐射测量仪器。与现有技术比较,本方案的优点是传感器输出的信号是频率信号,制成相关的光辐射检测仪器,其后续电路大为简化,制造成本降低40%以上,仪器综合性能全面提高。
文档编号G01J1/00GK1281972SQ00125030
公开日2001年1月31日 申请日期2000年9月3日 优先权日2000年9月3日
发明者叶炜 申请人:浙江大学