用于精确光测量的照度计与勒克斯计

照度计测量照度 E_v。它描述落在给定表面上的光通量。单位为勒克斯：

1 lx = 1 lm/m²

照度是一种光度量。它按照人眼在明视觉下的光谱灵敏度对光辐射进行加权。

因此，勒克斯测量与以 W/m² 表示的辐射度量测量有着本质区别。两个辐射功率相同的光源，由于光谱不同，可能产生不同的勒克斯值。

在光度测量中，人眼的光谱光视效率由 V(λ) 函数描述。该函数在 555 nm 处达到峰值，并向可见光范围的两端急剧下降。

因此，照度计需要配备 V-lambda 传感器：即一种光谱响应度尽可能贴合该加权函数的传感器。传感器响应与 V(λ) 之间的偏差可能导致测量误差，尤其是在测量窄带 LED 或特殊光谱时。

Opsytec LUX 传感器的工作范围为 380～780 nm，采用 V(λ) 加权，可配合 RMD 和 RM-12 辐射计使用。

照度是与面积相关的量。以倾斜角度入射到测量面上的辐射，按入射角的余弦值对照度产生贡献。合适的测量探头必须再现这种角度特性。

Opsytec 传感器采用漫射器实现余弦校正。对于并非完全垂直入射到传感器上的光，这可提高测量精度。

从繁星满天的无月之夜到太阳位于天顶之时，两者之间相差超过 1 亿倍——而人眼在两种情况下都能看见。瞳孔对进入光量的调节仅约 16 倍，绝大部分的适应工作由视网膜完成。此标尺在对数坐标轴上显示了典型的照度水平和标准值。请拖动坐标轴上的滑块，将鼠标移至某个符号上，或输入您自己的测量值。

典型应用包括：

• LED 灯具测试
• 照明系统开发
• 质量控制与生产检验
• 灯具对比测量
• 研究与开发
• 光学系统表征

在多种应用中，标准直接规定了照度要求：

• 符合 ISO 3059 的荧光裂纹检测：检测过程中，可见环境光不得超过 20 lx，同时 UV-A 辐照度至少应达到 10 W/m²。针对该应用，RMD 可配备 365 nm 与 LUX 的组合式传感器。
• 符合 ICH Q1B 的光稳定性：药品样品必须接受至少 1,200,000 lx·h 的可见光照射以及 200 Wh/m² 的近紫外辐照。为此需在样品位置测量照度与紫外辐照度。
• 符合 EN 12464-1 的工作场所照明：该标准规定了工作场所的维持照度值，从停车场的 75 lx 到技术制图的 750 lx。
• LED 与显示技术：照度用于描述环境光以及 LED 模块在表面上的光输出。

测量系统的选择取决于光谱、强度、测量几何条件，以及除可见光外是否还需评估紫外辐射。配备 LUX 传感器的 RMD 或 RM-12 适用于快速且可重复的照度测量。对于设备中的固定安装式监测，LUX 传感器还可提供带模拟输出的 PLC 传感器，以及带以太网接口的 PLC.net 版本。

RM-12 是一款紧凑型电池供电手持式辐射计，可搭配不同的测量探头使用。与 LUX 传感器组合后，即成为一款便捷的照度测量仪器。

模块化设计使同一基本单元既可用于光度测量，也可用于辐射度测量。除照度外，配合合适的传感器还可测量 UVA、UVB 或 UVC 辐照度等。

在需要同时评估可见光与紫外辐射的应用中，这一点尤为有利。

RMD 是一款全数字手持式辐射计，配有两个传感器接口，适用于搭配不同传感器进行高动态范围的精确测量。其测量范围最高可达 500,000 lx，既可用于常见的人工照明场景，也可测量极高的照度——例如在辐照箱内或手术灯与治疗灯下。

• 两个数字传感器接口，例如可同时测量照度与 UVA 辐照度
• 24 位转换，动态范围达 1 : 10,000,000
• 照度最高可达 500,000 lx
• 可显示辐照度、照度与剂量
• 传感器校准不确定度通常为 4.5～6.0%（k = 2）

该系统适用于实验室、研发、质量保证与工业检测，凭借两个传感器接口提供更充裕的扩展余量。

LED 可能具有非常窄的光谱，或由多个峰组成的光谱。因此，照度计与 V(λ) 的光谱匹配度对 LED 测量尤为重要：若传感器在发射波长处的灵敏度略高于或略低于 V(λ) 曲线，对于窄带光源而言，该偏差将完全体现在读数中。有关该影响的程度，请参阅关于光谱失配的文章。

配备 V(λ) 匹配传感器的已校准照度计适用于日常检测。

• 确定测量平面：传感器应置于该测量值所适用的平面内——对于工作场所通常为工作台面——并与该平面保持平行对齐。
• 保持距离恒定：对于点光源，照度随距离的平方而衰减。即使相差几毫米，读数也会出现明显差异。
• 避免遮挡：身体、手部和线缆不得遮挡射向传感器的光线。
• 多个测量点：表面的照度很少是均匀的。采用由多个测点组成的网格可以得出平均值和均匀度。
• 注意温度：传感器和光源均应达到各自的工作温度；许多灯具和 LED 在预热过程中光输出会发生变化。

测量系统的可溯源校准是实现可重现测量的关键。

Opsytec 传感器出厂时已校准，并可重新校准。因此，本系统适用于重复性测试、质量保证以及需要记录归档的测量任务。

以 lux 为单位的测量与以 W/m² 为单位的测量有何区别？
以 W/m² 表示的辐射度测量记录的是物理上存在的辐射功率，不做任何加权。以 lux 表示的光度测量则按人眼的光谱光视效率函数 V(λ) 对同一辐射进行加权，在大约 380～780 nm 之外其值为零。因此，辐射功率相同的两个光源，其 lux 值可能相差很大。

为什么在符合 ISO 3059 的荧光检测中要测量照度？
可见环境光会降低荧光显示与背景之间的对比度。因此该标准规定检测期间的照度最高不得超过 20 lx，同时 UV-A 辐照度至少为 10 W/m²。两者均在检测表面处测量。

V(λ) 加权是什么含义？
V(λ) 是国际上定义的人眼明视觉光谱光视效率曲线，其最大值位于 555 nm。照度计的传感器必须在光谱上符合该曲线，其读数才能与感知亮度相对应。对于 LED 等窄带光源，偏差的影响比宽带光源更为显著。

余弦修正有何作用？
斜射到表面上的光，仅按入射角的余弦值对照度产生贡献。传感器光学面前方的漫射体可再现这一特性。若没有余弦修正，以一定角度入射的光——例如来自多个灯具或大面积光源的光——将被错误加权。