3. Описание установки

Установка состоит из фотометрической скамьи с четырьмя передвижными каретками для установки фотометрической головки, держателей источников света, фотоэлемента и измерителя расстояний. Каретки снабжены указателями с подсветкой для отсчета положения по шкале скамьи. Лампы подсветки подключены к понижающему трансформатору. Несущая выдвижная трубка каретки с установленным на ней прибором может плавно перемещаться в вертикальном направлении путем вращения кольца, находящегося под плитой каретки. Конструкция держателя источника света предусматривает поворот лампы с патроном вокруг ее оси, горизонтальное перемещение поперек оси скамьи и наклон лампы в двух плоскостях для установки тела накала в вертикальное положение. Для защиты от попадания на пластинку фотометрической головки или фотоэлемент света от посторонних источников и предметов, а также предупреждения ослепленности наблюдателей прямым светом источников на скамье устанавливаются экраны, принцип размещения которых показаны на рис. 1.3.

В качестве рабочего средства измерения в работе применяется светоизмерительная лампа СИС40-100 с экраном, аттестованная по силе света и цветовой температуре. Питание ламп осуществляется от регулируемых стабилизированных источников питания, напряжение контролируется вольтметрами класса точности не ниже 0,5.

Кремниевый или селеновый фотоэлемент с исправляющим светофильтром устанавливается на фотометрической скамье в специальном держателе. Фотоэлемент может подключаться как непосредственно к микроамперметру, так и к компенсационной схеме (рис. 1.2).

4. Задание

1. Измерить силу света исследуемой светоизмерительной лампы накаливания методом замещения, соединив каретки лампы сравнения и фотометрической головки. В ходе измерений подобрать напряжения на лампе сравнения и исследуемой лампе, соответствующие заданной цветовой температуре Т_ц рабочей светоизмерительной лампы. Число отсчетов при измерениях задается преподавателем.

2. Измерить силу света той же лампы одним из двух фотоэлектрических методов (по указанию преподавателя). Число отсчетов при измерениях то же, что и в п.1.

3. Рассчитать и сравнить погрешности измерения силы света разными методами.

4. Проверить выполнение закона квадратов расстояний при исследовании светового прибора с концентрирующей оптикой. Определить минимальное расстояние фотометрирования.

5. Измерить и построить кривую силы света (КСС) I=f(α) прибора в горизонтальной плоскости в относительных единицах.

5. Указания по выполнению работы

1. Перед выполнением каждого пункта задания необходимо произвести юстировку установки, расположив все элементы измерительной схемы (тела накала источников света, пластину фотометрической головки, фотоэлемент, экраны) на общей оптической оси.

2. Держатели источников света должны быть отрегулированы так, чтобы направления, в которых задана сила света рабочей лампы I₀ и измеряется сила света исследуемой лампы I_x, совпадали с оптической осью установки.

3. Условия работы глаза с фотометрической головкой должны соответствовать условиям дневного зрения. Поэтому сила света лампы сравнения и расстояние до нее выбирается так, чтобы обеспечить яркость соответствующего поля сравнения не менее 4 кд/м².

4. Для точного определения расстояния между элементами измерительной схемы (например, телом накала лампы и пластиной головки), используется измеритель расстояний (ИР), устанавливаемый на передвижной каретке. Так как указатели кареток, на которых установлены лампа и головка, могут не лежать в плоскостях, перпендикулярных оси скамьи, между которыми измеряется расстояние, то разность отсчетов указателей дает лишь приближенное значение этого расстояния. Для его уточнения лампа охватывается дугой ИР так, чтобы плоскость тела накала совпала с плоскостью, проходящей через вертикальные линии визирных сеток, установленных на концах дуги ИР (рис. 1.4). С другой стороны к концу стержня ИР подводится до соприкосновения пластина головки (или светочувствительная поверхность фотоэлемента). При отсчетах по указателям кареток идействительное расстояние между элементами схемы будет равно величинеl_ир, указанной в паспорте измерителя. Разность

, (1.6)

является поправкой, которую надо учитывать в дальнейшем при определении расстояния по указателям кареток с данными элементами схемы.

5. Измерение силы света аттестуемой лампы начинается с определения напряжения на ней, соответствующего заданной цветовой температуре, в данном случае совпадающей с Т_ц рабочей лампы. Сначала сличением рабочего средства измерения и лампы сравнения устанавливают на последней напряжение, обеспечивающее близкие Т_ц, а значит и близкие по цветности поля сравнения фотометрической головки. Напряжение на лампе сравнения (а в дальнейшем и на исследуемой лампе) при всех измерениях не должно превышать номинального. Затем подбирают расстояние l₀, при котором поля сравнения будут близки по яркости. В дальнейшем снова изменяют напряжение на лампе сравнения до тех пор, пока не совпадут и цветности полей сравнения. Используя метод последовательных приближений, т.е. повторив описанные операции два-три раза, добиваются полного совпадения полей сравнения по яркости и цветности. Записывают окончательное расстояние l₀ и напряжение U_ср. Полученное U_ср при дальнейших измерениях поддерживают постоянным. Уравнивание полей сравнения для определения окончательного значения l₀ повторяют заданное преподавателем число раз. После этого на место рабочей лампы помещают исследуемую, а напряжение на ней U_х подбирают описанным выше способом, добиваясь полного совпадения яркости и цветности полей сравнения. Причем опять окончательное расстояние l_x определяют заданное число раз при неизменном U_х.

6. Указания по оценке погрешностей измерения приведены в приложении 1.

7. При выполнении п.4 задания сначала визуально оценивается расстояние полного свечения l_пс, начиная с которого отражатель виден полностью светящимся. Затем устанавливается приемник излучения и записывается его реакция при разных расстояниях фотометрирования l. Наконец, строится зависимость i=f(l) и окончательно определяется расстояние l_пс.