Ipari metrológiai tudásplatform
Optikai metrológia · 26 perc

Optikai mérések hibaforrásai: spektrum, geometria és linearitás

Miért lehet két kiváló műszer eredménye eltérő, ha a spektrális illesztés, a mérési geometria vagy a stray light nincs kontroll alatt?

Az optikai mérés látszólag egyszerű: a detektor jelet ad, a műszer pedig luxot, kandela per négyzetmétert vagy spektrális teljesítményt közöl. A valóságban a mérési eredmény erősen függ a forrás spektrumától, a geometriai definíciótól, a detektor tulajdonságaitól és a jelfeldolgozástól.

Spektrális illesztés

Egy fotometriai detektor célja a CIE V(λ) függvény közelítése. A tényleges spektrális érzékenység ettől eltér, ezért a mérési hiba a vizsgált fényforrás spektrumától függ. Az f₁′ szám hasznos minőségi jellemző, de önmagában nem adja meg egy konkrét forráson fellépő spektrális illesztési hibát.

Gyakorlati következmény: egy szélessávú halogén etalonnal jó eredményt adó luxmérő keskenysávú vagy erősen strukturált LED-spektrumon jelentősen eltérhet.

Mérési geometria

A megvilágításmérő koszinuszkorrekciója, a fénysűrűségmérő látómezeje, a goniométer tengelybeállítása és az integráló gömb portgeometriája mind a mérendő mennyiség definíciójának részét képezik. A geometria eltérése nem pusztán „beállítási hiba”: más mérendő mennyiséget is eredményezhet.

Linearitás és dinamikatartomány

A detektor és az elektronika linearitása nem feltétlenül azonos minden erősítési tartományban. Automatikus tartományváltásnál ugrás, hiszterézis vagy eltérő korrekció jelenhet meg. A kalibrálási pontokat ezért a tényleges használati tartományhoz és tartományváltásokhoz kell igazítani.

Stray light

Spektroradiométereknél a spektrális szórt fény különösen kis jelek és nagy dinamikakülönbségek mellett kritikus. Egy erős látható komponens a UV-tartományban látszólagos jelet okozhat, vagy egy keskeny vonal környezetét torzíthatja.

Környezeti hatások

  • detektor- és elektronika-hőmérséklet;
  • sötétjel és annak időbeli változása;
  • polarizáció;
  • mechanikai fókusz és távolság;
  • környezeti háttérfény;
  • forrás stabilizálási ideje.

Kalibrálási stratégia

A jó optikai kalibrálás nem egyetlen névleges pontot jelent. A spektrális, fotometriai és geometriai tulajdonságokat a műszer típusa és rendeltetése szerint kell kiválasztani. A kalibrálási bizonytalanságnak pedig tartalmaznia kell az etalon mellett a reprodukciós geometria, a forrásstabilitás és a módszer hozzájárulását is.

Helye a tudásrendszerben

Innen érdemes továbbhaladni

Optikai metrológia áttekintése →
Alapozó szint2 perc becsült olvasás6 fejezet
Szakmai szerkesztés

A kalibralas.eu tartalma a LightingLab akkreditált kalibrálási és mérésügyi tapasztalatára épül. A cél a metrológiai gondolkodás átadása, nem közvetlen szolgáltatásértékesítés.