Was ist ein Leuchtdichtemessgerät?
Ein Leuchtdichtemessgerät ist ein Messgerät zur Messung der Leuchtdichte, einer Einheit der vom Menschen wahrgenommenen Helligkeit.
Es ist ein Gerät zur Messung der Leuchtdichte einer Lichtquelle oder eines Objekts, von dem Licht von einer Lichtquelle reflektiert wird, und wird hauptsächlich bei der Entwicklung und Prüfung von Beleuchtungskörpern und Displays eingesetzt. Für die Messung wird ein als Fotodiode bezeichnetes Element verwendet, das als Reaktion auf die Lichtintensität ein elektrisches Signal aussendet.
Es gibt Leuchtdichtemessgeräte, die die Leuchtdichte nach Farben messen können, und jede der drei Grundfarben des Lichts wird durch Spektroskopie und separate Messung gemessen, um die Leuchtdichte jeder Farbe zu bestimmen.
Anwendungen von Leuchtdichtemessgeräten
Leuchtdichtemessgeräte werden zur Messung der Größe der Leistung von Lichtquellen, bei der Entwicklung und Prüfung von Displays und in Geräten verwendet, die die Leuchtdichte für berührungslose Messungen nutzen. Durch die quantitative Bewertung der Leuchtdichte, z. B. bei der Beleuchtung einer vom Menschen wahrgenommenen Helligkeit, ist es möglich, stabile Maßstäbe für die Messung zu setzen.
Bei der Auswahl eines Leuchtdichtemessgeräts ist auf die Messgenauigkeit zu achten, auf die Kompatibilität mit Farb- und anderen Ausgängen und auf die Fokussierbarkeit des angeschlossenen Objektivs.
Funktionsweise von Leuchtdichtemessgeräten
1. Lichterfassung
Ein Leuchtdichtemessgerät besteht aus einem Objektiv, einer Abbildungsfläche, einer Blende, einem Korrekturfilter und einem Erfassungselement. Bei der Messung wird das zu messende Licht durch das Objektiv auf die bildgebende Fläche im Inneren des Leuchtdichtemessers abgebildet. Aus der Bildbildung wird durch die Blende nur das Licht im Messbereich extrahiert.
Das Licht wird dann durch einen Korrekturfilter auf den vom Menschen tatsächlich wahrgenommenen Helligkeitsbereich korrigiert, und die Leuchtdichte kann mit einem Detektor mit eingebauter Fotodiode gemessen werden. Zwischen der Blende und dem Korrekturfilter ist ein Beugungsgitter angebracht, und das aus der Blende austretende Licht wird spektral in die drei Grundfarben des Lichts aufgeteilt. Die Detektion erfolgt durch Messung des Lichts aus jedem dieser Spektren mit einem Detektionselement.
2. Fokuseinstellung
Für die Messung wird eine Objektivlinse verwendet. Ist die Brennweite des Objektivs ungeeignet und unscharf in Bezug auf die zu messende Lichtquelle, wird der vom Sensor zu messende Bereich größer und die Leuchtdichte der Lichtquelle wird möglicherweise nicht korrekt gemessen.
Daher ist es bei der Verwendung eines Leuchtdichtemessgeräts wichtig, den Abstand zwischen dem Leuchtdichtemessgerät und der zu messenden Lichtquelle konstant zu halten und einen Fokuseinsteller als Zubehör einzubauen, damit sich die einmal eingestellte Fokusposition nicht verschiebt.
Weitere Informationen zu Leuchtdichtemessgeräten
1. Skalenkalibrierung
Für die Kalibrierung von Leuchtdichtemessgeräten wird ein diffuser Reflektor oder eine diffus durchlässige Platte mit einer gleichmäßigen Lichtverteilung, die dem Kosinusgesetz gehorcht, verwendet. Als Lichtquelle wird üblicherweise eine Normallichtlampe mit einer Verteilungstemperatur von 2856 K verwendet.
Wenn die Beleuchtungsstärke auf der diffusen Oberfläche E ist, der Reflexionsgrad der diffusen Oberfläche ρ ist und die Lichtverteilung der Reflexion dem Kosinusgesetz gehorcht, kann die Leuchtdichte L (cd/m2) der reflektierenden Oberfläche durch die folgende Formel ausgedrückt werden:
L = ρE / π
Ein Leuchtdichtemessgerät kann in jeder Richtung kalibriert werden, solange das Messfeld innerhalb der reflektierenden Oberfläche liegt. Der Ausgang des Leuchtdichtemessgeräts kann anhand von L kalibriert werden, das aus E und ρ berechnet wird, die sich aus der Lichtstärke I (cd) einer Normlichtlampe und dem Abstand S (m) zwischen der Glühlampe und der reflektierenden Oberfläche errechnen lassen.
Da die Messung der Reflexionsdichte nicht einfach ist, kann davon ausgegangen werden, dass die berechnete Leuchtdichte bei einer gut gemachten reflektierenden Oberfläche eine Genauigkeit von etwa ±3-5 % aufweist.
2. Kontrolle vor der Messung
Vor der Messung der Leuchtdichte müssen folgende Punkte überprüft werden. Zunächst ist zu prüfen, ob das Leuchtdichtemessgerät korrekt kalibriert ist und ob es für den Zweck und den zu messenden Blickwinkel geeignet ist.
Dann ist zu prüfen, ob die Stromversorgung der Beleuchtungsanlage auf die vorgeschriebene Spannung geregelt ist und ob die Beleuchtungskörper ordnungsgemäß installiert und verdrahtet sind. Anhand einer perspektivischen Zeichnung werden das Messfeld, die Position der Messgeräte und das Verhältnis zwischen den Messpunkten untersucht.
3. Vorsichtsmassnahmen bei der Messung
Bei der Messung der Leuchtdichte sind folgende Vorsichtsmaßnahmen zu treffen: Die Lichtquelle muss bei Glühlampen mindestens 5 Minuten und bei Entladungslampen mindestens 30 Minuten lang eingeschaltet sein, bevor die Messung beginnt. Messen Sie die Versorgungsspannung so nah wie möglich an der Lichtquelle.
Das Leuchtdichtesystem muss vor der Messung ausreichend belichtet werden, da zur Stabilisierung eine Belichtungszeit (ca. 5 min) erforderlich ist. Bei empfindlichkeitsumschaltenden Leuchtdichtemessgeräten sollte darauf geachtet werden, dass Skalenwerte im Bereich von 0-1/4 möglichst vermieden werden.