Введення
У даному курсовому проекті ми розраховуємо світломірної установку для вимірювання світлового потоку. У цю установку входять світломірної куля, приймач випромінювання, нейтральні світлофільтри, світловимірювальні і контрольні лампи, електровимірювальні прилади та конструктивні елементи. Використання світломірної кулі обумовлено більш точним виміром світлового потоку джерела світла в порівнянні з іншими методами вимірювання. Так як виходячи з теорії світломірної кулі ми знаємо що в цьому методі вимірюється повний світловий потік джерела світла з урахуванням багатократних віддзеркалень. Крім цього в даному курсовому проекті ми за заданою кривої відносної спектральної чутливості фотоелемента розраховуємо коригуючий світлофільтр, який використовується для виправлень світлового потоку; далі використовуючи рекомендовану залежність ПЃ (О») = f (О») для фарбування внутрішньої поверхні кулі оцінюємо поправочний множник С1 враховує селективність фарбування внутрішньої поверхні кулі. Так само оцінюється поправочний множник С2, що враховує відміну спектральної чутливості фотоелемента від відносної спектральної світлової ефективності, вибираються нейтральні світлофільтри, оцінюються похибка С3 враховують їх вибірковість. Вибираються електровимірювальні прилади, складаються допоміжні схеми для врахування впливу неактивних елементів, при вимірюванні світлового потоку. Описується технологія забарвлення внутрішньої поверхні кулі, методика визначення його білизни поверхні. Так само описуються умови експлуатації та зберігання світломірної кулі, методика вимірювання світлового потоку. І на закінчення оцінюється похибка вимірювання світлового потоку. p> 1. Розрахунок світломірної кулі
1.1 Теорія світломірної кулі
Нехай поміщений всередину світломірної кулі ІС має світловий потік Ф. Положення джерела в кулі до теоретичних міркувань байдуже. Робляться такі припущення: внутрішня поверхню кулі покрита однорідної білою фарбою ідеально матовою, коефіцієнт відображення її (ПЃ) однаковий для всієї поверхні. Прямі промені створюють від ІС на поверхні кулі освітленість, яка, взагалі кажучи, різна для різних місць кулі. Прямі промені, відбившись від поверхні, знову впадуть на кулю і створять вторинну освітленість його. Вторинне відображення світла створить третинну освітленість і т.д., поки не встановиться рівновага між падаючим на внутрішню поверхню кулі світловим потоком і поглинутим нею. Треба з'ясувати значення вторинної освітленості (Е2). Нехай в точці А пряма освітленість дорівнює Е1. Яскравість (L1) поверхні при цій освітленості дорівнює:
В
Близько точки А виділяють нескінченно малу частину (dS) поверхні кулі. Освітленість (dE2) створювана поверхнею dS в точці В дорівнює:
В
Тут l - радіус кулі. У точці В вторинна освітленість створюється не тільки від частини поверхні dS, але, саме, від усієї поверхні кулі повну освітленість (Е2) можна визначити інтегруванням виразу для dE2, причому інтеграл поширюється на всю поверхню кулі S = 4ПЂl2.
В
Причому в результаті інтегрування повинно дати, очевидно, весь світловий потік Ф, що впав на стінки кулі при прямих променях отже:
В
Вторинна освітленість виявляється однаковою для всіх точок поверхні кулі. Шляхом подібних же міркувань легко знайти, що третинна освітленість (l3) дорівнює
В
Наступні освітленості визначаються за таким виразом:
В
Повна освітленість (Е) поверхні кулі в будь-якій точці (тобто після складання прямий і всіх освітленостей від багаторазового відбиття) дорівнює:
В
Другий член цього виразу прямо пропорційний всьому світловому потоку ІС, однаковий для всіх ділянок поверхні кулі і не залежить від розподілу світлового потоку (тобто від сили світла в різних напрямках).
Для цілей вимірювання світлового потоку світломірної куля (СШ) повинен застосовуватися тільки, щоб можна було виміряти-яку світлову величину, пропорційну другому члену вираження, тобто з виключенням освітленості від прямих променів. У деяких випадках для спрощення виготовлення приладу замість кулі застосовують куб, дванадцятигранних та інші багатогранники. Теорія кулі для них застосовується лише з наближенням, ступінь якого недостатньо визначена. Подібні прилади менш точні ніж куля. У дійсності і для кулі викладена теорія виявляється лише наближеною т.к. представляється досить складно виконати внутрішню забарвлення, як потрібно: всюди однаковою і ідеально матовою. Крім того, внесення в кулю вимірюваних ІС з їх приладдям і особливих щитків, необхідних для виробництва спостережень, також порушує правильність теоретичних висновків. Можна окремо підрахувати вплив сторонніх предметів знаходяться в кулі. Однак, певні таким шляхом поправки не цілком надійні і на практиці ними не завжди користуються. У деяких випадках можна дослідним шляхом виміряти помилки від знаходження в кулі предметів...
