Aufbau eines Photometerkopfes

Verfahren der V(λ)-Anpassung

Für Präzisionsphotometer ist eine spektrale Anpassung des Photometerkopfes an die genormte Hellempfindlichkeitsfunktion V(λ) des menschlichen Auges erforderlich. Einen solchen V(λ)-Empfänger kann man auf verschiedene Weise realisieren. Bei der Vollfilterung werden schichtweise Farbfilterscheiben über der Silizium-Photodiode angebracht. Ein alternatives Verfahren besteht in der Partialfilterung. Hier bedecken verschiedene Filterglaspartikel nur Teilbereiche der lichtempfindlichen Fläche. Mit beiden Verfahren lässt sich eine V(λ)-Anpassung erreichen, die den Anforderungen der DIN 5032-7 Klasse L nach f1’ ≤ 1,5% entspricht. Das Verfahren der Vollfilterung ist gebräuchlicher, da dadurch die Fehlerkenngröße f9 gering bleibt. Diese bewertet eine nicht gleichförmige Ausleuchtung des Detektors, welche gerade bei Lichtquellen mit hohen Gradienten (z. B. Scheinwerfern) erheblich sein kann.

Bild 1: a) Beispiel für Vollfilterung, b) Beispiel für Partialfilterung


Bild 1: a) Beispiel für Vollfilterung, b) Beispiel für Partialfilterung

Kosinusanpassung

Die Beleuchtungsstärke auf einer Empfängerebene ändert sich mit dem Kosinus des Einfallswinkels in Bezug zur Senkrechten der Empfängerfläche. Um einfallende Strahlung aus allen Richtungen korrekt zu bewerten, muss ein Photometerkopf mittels eines Diffusors und einer geeigneten Abschattung konsinusangepasst werden. Photometerköpfe, die zusammen mit einem Streulichttubus für Messungen im Fernfeld eingesetzt werden, benötigen hingegen keine Kosinusanpassung.

Bild 2: Schematische Darstellung einer Kosinusanpassung

Bild 2: Schematische Darstellung einer Kosinusanpassung

Klasseneinteilung von Beleuchtungsstärkemessgeräten gemäß DIN 5032-7 und Normenvorlage von 1997 (ausgewählte Parameter)

Messgeräte Klasse
MerkmalLABC
V(λ)-Anpassung f11,5 %3 %6 %9 %
UV – Empfindlichkeit u0,2 %1 %2 % 4 %
IR Empfindlichkeit r0,2 %1 %2 %4 % 
Cosinus-getreue Bewertung f2-1,5 %3 %6 %
Linearitätsfehler f30,2 % 1 %2 %5 %
Fehler des Anzeigegerätes f40,2 %3 %4,5 %7,5 %
Ungleichmäßige Ausleuchtung f915 %20 %30 %40 %
Abgleichfehler f110,1 %0,5 %1 %2 %
Gesamtkenngröße (ohne f9) fges3 %5 %10 %20 %