diff options
Diffstat (limited to '35_pomiary.tex')
| -rw-r--r-- | 35_pomiary.tex | 138 |
1 files changed, 138 insertions, 0 deletions
diff --git a/35_pomiary.tex b/35_pomiary.tex new file mode 100644 index 0000000..e5d32a0 --- /dev/null +++ b/35_pomiary.tex @@ -0,0 +1,138 @@ +\section{Pomiary źródeł komercyjnych} + +Najbardziej miarodajnymi okazały się pomiary widm emisyjnych kilkunastu komercyjnych źródeł, wymienionych i opisanych w tabeli \ref{tab:lampy}. + +\begin{savenotes}\begin{table}[!htb] + \centering + \begin{tabular}{|lllll|} + \hline + Symbol & Typ & Producent i model & CCT [K] & $R_a$ \\ + \hline + Ż & żarówka\footnote{Lampa żarowa z żarnikiem wolframowym.} & HELIOS HEAVY DUTY LAMP & 2700 & 100 \\ + JA27 & świetlówka & OSRAM DULUX STICK & 2700 & $\geq 80$ \\ + JA65 & świetlówka & OSRAM DULUX TWIST & 6500 & $\geq 80$ \\ + JB27 & świetlówka & OSRAM DULUXSTAR Mini Twist & 2700 & $\geq 80$ \\ + LA & LED & OSS LED & 3000 & $\geq 80$ \\ + LB30 & LED & OSRAM LED & 3000 & 80 \\ + LB40 & LED & OSRAM LED & 4000 & 80 \\ + LB65 & LED & OSRAM LED & 6500 & 80 \\ + LC1–LC5\footnote{Do testów wykorzystano pięć opraw tego samego modelu.} & LED & Bridgelux M0502 & 4000 & $\geq 72$ \\ + T28 & LED & Track Light L2 & 2800 & 95 \\ + T30 & LED & Track Light L2 & 3000 & 95 \\ + T32 & LED & Track Light B2 & 3200 & 95 \\ + T40 & LED & Track Light B2 & 4000 & 96 \\ + \hline + \end{tabular} + \caption{Wykaz zmierzonych lamp.} + \label{tab:lampy} +\end{table}\end{savenotes} + +Wykorzystany spektrometr \textit{Ocean Optics USB4000-VIS-NIR} (rys. \ref{fig:spektrometr}) jest obsługiwany przez oprogramowanie \textit{SpectraSuite}, które oferuje możliwość wyznaczania (w czasie rzeczywistym) wielkości kolorymetrycznych, w szczególności interesujących mnie czternastu współczynników $R_i$ (oraz, oczywiście, $R_a$). Dzięki temu, wyniki własnych obliczeń mogłem porównać nie tylko z danymi producenta, ale też z wynikami wiarygodnego programu, stworzonego przez ekspertów w dziedzinie. + +\subsection{Układ pomiarowy} + +\begin{wrapfigure}{r}{0.35\textwidth} + \centering + \includegraphics[width=0.33\textwidth]{../static/ja65.jpg} + \caption{Jedno ze zmierzonych źródeł światła: komercyjna, łatwo dostępna jarzeniówka firmy OSRAM (JA65).} + \vspace{-20pt} +\end{wrapfigure} + +Układ pomiarowy jest stosunkowo prosty i składa się z badanego źródła światła oraz spektrofotometru, mierzącego rozkład spektralny emitowanego przez nie promieniowania (rys. \ref{fig:uklad}). + +\begin{figure} + \centering + \includegraphics[width=0.6\textwidth]{../static/spektroskop.jpg} + \caption{Spektrometr Ocean Optics USB4000-VIS-NIR.} + \label{fig:spektrometr} +\end{figure} + +\begin{figure} + \centering + \includegraphics[width=0.8\textwidth]{../static/uklad_v2.jpg} + \caption{Układ pomiarowy przy włączonym świetle i monitorze komputerowym. Widoczna ława optyczna ze źródłem kalibracyjnym (z lewej) i spektrometrem (z prawej). Za ławą komputer z uruchomionym programem SpectraSuite.} + \label{fig:uklad} +\end{figure} + +%\begin{figure} +% \centering +% \includegraphics[width=0.8\textwidth]{../static/uklad.jpg} +% \caption{Układ w trakcie pomiaru widma emisyjnego żarówki} +% \label{fig:uklad} +%\end{figure} + +Urządzenie pomiarowe cechuje się bardzo dużą kierunkowością detekcji. Zmniejsza ona podatność na światło otoczenia (pochodzące głównie z ekranu komputera, obsługującego spektrometr) oraz eliminuje problemy związane z różnicami w kątach padania na optykę. + +Aby uniknąć problemów związanych z migotaniem, związanym z niewystarczającym filtrowaniem napięcia przemiennego sieci elektrycznej czas naświetlania detektora ustawiony był przeze mnie na wielokrotność okresu tego napięcia. Dotyczący to przede wszystkim żarówek, które polegają wyłącznie na masie termicznej żarnika, aby zachować w przybliżeniu stałą jasność. Niestety, można się z nim spotkać również podczas korzystania z nowoczesnych opraw, nawet LED, ponieważ stosowane prostowniki i filtry mogą być niskiej jakości. Zastosowana matówka, wstawiona przed detektorem, służyła zatem do zmniejszania natężenia światła padającego na detektor. + +\subsection{Przebieg pomiarów} + +Przed każdą serią pomiarów spektrometr był przeze mnie kalibrowany. Proces składał się z dwóch części: kompensacji prądu ciemnego oraz rejestracji widma odniesienia. Pierwsza polega na pomiarze w warunkach całkowitego zasłonięcia szczeliny wejściowej, aby stały szum\footnote{Stały w znaczeniu niezależności od czasu. Matryce światłoczułe mają tendencję do wykazywania (przestrzennej) nierównomierności w czułości.}, wynikający z budowy elementu światłoczułego, móc zostać odjęty od właściwych pomiarów. + +Widmem odniesienia był pomiar żarówki wolframowej o dokładnie znanym rozkładzie promieniowania, modelowanym rozkładem promieniowania ciała doskonale czarnego o temperaturze 2700~K. Wprowadzenie takiego pomiaru do \textit{SpectraSuite} umożliwiało kompensację nierównomiernej spektralnej czułości fotodetektorów. + +\section{Wyniki} + +W tabelach \ref{tab:DieWyniken1}, \ref{tab:DieWyniken2} i \ref{tab:DieWyniken3} przedstawiłem wyniki podawane przez oprogramowanie \textit{SpectraSuite} wraz z własnymi. Dla czytelności powtórzyłem też dane producentów (tab. \ref{tab:lampy}), jeżeli były znane. + +\begin{table}[!htb] + \centering + \begin{tabular}{|l|rrr|crr|ccc|} + \hline + \multirow{2}{*}{Lampa} & \multicolumn{3}{c|}{CCT [K]} & \multicolumn{3}{c|}{$R_a$} & $R_e$ & GAI & FSCI \\ + & prod. & S.S. & wł. & prod. & S.S. & wł. & wł. & wł. & wł. \\ + \hline + \input{lab1.tex} + \hline + \end{tabular} + \caption{Temperatury barwowe i współczynniki oddawania barw badanych lamp; ,,prod.'' -- wartość podawana przez producenta, ,,S.S.'' -- wartość obliczona przez \textit{SpectraSuite}, ,,wł.'' -- obliczenia własne).} + \label{tab:DieWyniken1} +\end{table} + +\begin{landscape} + \begin{table}[!htb] + \centering + \begin{tabular}{|l|rr|rr|rr|rr|rr|rr|rr|rr|} + \hline + \multirow{2}{*}{Lampa} & + \multicolumn{2}{c|}{$R_1$} & + \multicolumn{2}{c|}{$R_2$} & + \multicolumn{2}{c|}{$R_3$} & + \multicolumn{2}{c|}{$R_4$} & + \multicolumn{2}{c|}{$R_5$} & + \multicolumn{2}{c|}{$R_6$} & + \multicolumn{2}{c|}{$R_7$} & + \multicolumn{2}{c|}{$R_8$} \\ + & S.S. & wł. & S.S. & wł. & S.S. & wł. & S.S. & wł. & S.S. & wł. & S.S. & wł. & S.S. & wł. & S.S. & wł. \\ + \hline + \input{lab2a.tex} + \hline + \end{tabular} + \caption{Kontynuacja tabeli \ref{tab:DieWyniken1} -- współczynniki $R_1-R_8$ zmierzonych źródeł.} + \label{tab:DieWyniken2} + \end{table} +\end{landscape} + +\begin{landscape} + \begin{table}[!htb] + \centering + \begin{tabular}{|l|rr|rr|rr|rr|rr|rr|} + \hline + Lampa & + \multicolumn{2}{c|}{$R_9$} & + \multicolumn{2}{c|}{$R_{10}$} & + \multicolumn{2}{c|}{$R_{11}$} & + \multicolumn{2}{c|}{$R_{12}$} & + \multicolumn{2}{c|}{$R_{13}$} & + \multicolumn{2}{c|}{$R_{14}$} \\ + & S.S. & wł. & S.S. & wł. & S.S. & wł. & S.S. & wł. & S.S. & wł. & S.S. & wł. \\ + \hline + \input{lab2b.tex} + \hline + \end{tabular} + \caption{Kontynuacja tabeli \ref{tab:DieWyniken1} -- współczynniki $R_9-R_14$ zmierzonych źródeł.} + \label{tab:DieWyniken3} + \end{table} +\end{landscape} + + |