Pengukur Pencahayaan

Pengukur Pencahayaan

Keluaran energi tampak dari sumber cahaya dapat ditentukan dengan pengukuran pencahayaan. Luminansi adalah besaran terarah dan, oleh karena itu, kita harus menentukan sudut penerimaan instrumen, luas terukur, dan geometri pengukuran terhadap sumbernya, agar pengukuran luminansi dapat dikomunikasikan secara efektif. Faktor-faktor ini penting karena sebagian besar sumber cahaya bukanlah sumber lambertian yang sempurna (pencahayaan sama ke segala arah) dan pencahayaan mungkin tidak seragam di seluruh sumber.

Karena pengukuran ditargetkan pada sumbernya, pengukuran tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan sistem lensa optik. Bidang pandang sudut dan sudut yang dibentuk oleh lensa objektif harus dibatasi untuk menghindari pengumpulan cahaya dari bagian layar pada sudut yang sedikit berbeda.

Pengukuran pencahayaan penting untuk produk, seperti lampu lalu lintas, televisi, dan lampu belakang mobil.

Meteran Penerangan

Penerangan adalah ukuran energi tampak yang jatuh pada permukaan suatu benda. Pengukuran iluminasi sangat rentan terhadap kesalahan yang disebabkan oleh cahaya di luar sumbu. Menurut definisinya, cahaya pada bidang pengukuran harus sebanding dengan kosinus sudut datangnya cahaya. Namun, karena integrasi total sensor ke kepala detektor atau pengukur iluminasi itu sendiri, banyak pengukur iluminasi tidak secara alami mengumpulkan cahaya dengan benar sesuai hukum kosinus.

Fitur koreksi kosinus disertakan dalam pengukur pencahayaan melalui diffuser kosinus yang ditempatkan di atas sensor dan filter. Penting untuk dicatat bahwa sistem yang berbeda akan menghasilkan respons kosinus yang berbeda yang menghasilkan kesalahan kosinus yang berbeda pada sudut datang yang berbeda karena sifat geometri sistem. Oleh karena itu, penting untuk memahami respons kosinus sistem ketika membandingkan pengukuran iluminasi dari meter iluminasi yang berbeda, terutama bila menyangkut pengukuran cahaya di luar sumbu.

Pengukur Fluks Bercahaya

Pengukuran fluks cahaya adalah untuk menentukan total energi tampak yang dipancarkan oleh suatu sumber cahaya. Bola pengintegrasi sering digunakan untuk menyatukan semua daya yang dipancarkan sumber ke kepala detektor.

Bola pengintegrasi harus cukup besar untuk mencakup sumber cahaya yang diukur, dan sebagai aturan umum, semakin besar bola, semakin kecil kesalahan dalam mengukur fluks cahaya untuk sumber cahaya berbeda. Sebagai contoh kasar, mengkalibrasi lampu tubular 1,5m dalam bola berdiameter 2,5m terhadap standar pijar kecil akan menghasilkan setengah kesalahan yang dihasilkan dari kalibrasi lampu yang sama dalam bola berukuran 2m. Kalibrasi bidang integrasi tersebut dapat dilakukan melalui standar lampu transfer yang dapat ditelusuri ke standar nasional yang diakui. Bola pengintegrasi berkualitas baik yang mendalilkan kinerja interior berbentuk bola idealnya dan dilapisi merata memerlukan investasi besar dan biasanya harus disesuaikan dengan aplikasi pengukuran cahaya. Oleh karena itu, keberadaan pengukur fluks cahaya untuk keperluan umum sangat terbatas.

Pengukur Intensitas Cahaya

Intensitas cahaya mewakili fluks yang mengalir keluar dari suatu sumber dalam arah tertentu per sudut padat dan digunakan untuk mengukur kekuatan sumber cahaya. Sesuai dengan definisinya, pengukuran intensitas cahaya melibatkan beberapa seluk-beluk geometri, seperti arah pengukuran dan besar sudut padat. Sumber cahaya jarang yang homogen secara spasial, sehingga menimbulkan pertanyaan tentang arah mana dan seberapa besar sudut padat yang harus digunakan untuk melakukan pengukuran.

Oleh karena itu, untuk mengukur intensitas cahaya suatu sumber cahaya secara bermakna, harus digunakan perlengkapan yang disepakati yang menentukan sudut padat yang dicakup oleh pengukuran dan yang mengarahkan sumber cahaya berulang kali ke arah tertentu. Dengan kata lain, meter tersebut harus dikonfigurasi untuk geometri sumber yang diuji.
Pada dasarnya, tidak ada pengukur intensitas cahaya yang tersedia dan perbandingan data terukur dari dua pengukur intensitas cahaya berbeda tidak ada gunanya, kecuali geometri pengukurannya identik.

Catatan: Sudut padat dapat dihitung dari luas detektor dan jarak pengukuran yang diketahui. Detektor digunakan untuk mengukur pembacaan fluks dalam lumen.

Tiga Filter Kolorimeter

Instrumen yang dirancang untuk mengukur cahaya berwarna, yang menggunakan tiga filter yang sensitivitas spektralnya disesuaikan dengan fungsi pencocokan warna tristimulus CIE, dikenal sebagai kolorimeter tiga filter. Selain pengukuran kromatisitas, meteran ini biasanya mencakup salah satu dari empat pengukuran fotometrik dasar, yaitu luminansi, iluminasi, intensitas cahaya, atau pengukuran fluks cahaya.

Instrumen ini menggunakan detektor yang terdiri dari fotodioda berkualitas tinggi dengan filter yang terhubung secara seri. Cahaya datang diubah oleh detektor menjadi sinyal yang secara langsung menghasilkan nilai tristimulus XYZ standar.

Namun demikian, pencocokan dengan kurva tristimulus CIE standar hanya dapat dicapai dengan akurasi yang terbatas. Penyimpangan akan terjadi pada kurva CIE yang ditentukan dan pada kurva sensitivitas alat ukur. Perbedaan-perbedaan ini dapat diabaikan selama cahaya yang akan diukur menunjukkan keluaran energi yang terus menerus pada seluruh spektrum tampak. Namun, kesalahannya mungkin signifikan jika terdapat tepi curam atau garis spektral dalam spektrum. Oleh karena itu, kolorimeter tiga filter biasanya tidak cocok untuk mengukur sumber cahaya dengan garis spektral, misalnya lampu pelepasan (lihat Gambar 3.2.3.5a), atau dengan distribusi energi spektral sempit, misalnya LED (lihat Gambar 3.2. 3.5b).

Spektroradiometer

Spektroradiometer paling ideal untuk mengukur distribusi energi spektral sumber cahaya, yang tidak hanya menentukan besaran radiometrik dan fotometrik, tetapi juga besaran kolorimetri cahaya. Instrumen ini mencatat spektrum radiasi sumber cahaya dan menghitung parameter yang diinginkan, seperti kromatisitas dan luminansi. Dispersi cahaya biasanya dilakukan dalam spektroradiometer melalui prisma atau kisi difraksi.

Kurva CIE V* yang tepat dan kurva pencocokan warna CIE disimpan dalam perangkat lunak dan digunakan untuk memproses data dari distribusi energi spektral terukur dari sumber cahaya yang diuji. Oleh karena itu, kesalahan pengukuran yang terkait dengan fotometer dan filter kolorimeter dapat dihindari dalam spektroradiometer. Namun, sensitivitas yang memadai, linearitas tinggi, cahaya nyasar rendah, kesalahan polarisasi rendah, dan resolusi bandpass spektral 5 nm atau kurang sangat penting untuk memperoleh akurasi yang baik.

Radiator non-termal, seperti lampu pelepasan (yang dapat dicirikan oleh distribusi energi spektral non-kontinyu), dan pemancar pita sempit hanya dapat diukur dengan presisi melalui prosedur spektral.

Jika dibandingkan dengan kolorimeter tiga filter, spektroradiometer memang mempunyai keterbatasan, dalam hal kecepatan pengukuran, harga dan portabilitas.