一种用单片机做数据处理的光通量测定仪

    1引言

    光通量是表征光源在空问整体分布的基本物理量，同样，车辆灯具的光通量也是衡量车灯光学性能的重要指标.目前，国家已经对各类车灯的光通量制定了相应的标准[1][2]随着汽车行业的迅速发展，制做便于使用的车灯光通量测定仪有着明显的社会效益和较高的经济效益.

    在这里介绍一种利用积分球检测车灯光通量的专用仪器.它采用单片机做数据处理系统，实现了光通量测量的数字结果直接显示，提高了测量的精度、速度，以及促进仪器的实用推广.

    2原理

    测量光通量最常用的方法是利用积分球，通过标准车灯和待测车灯的数值比较，得到待侧车灯的光通量.

    图1是侧量光通量的积分球结构示意图.根据光度学理论，在积分球内表面上的照度，近似于均匀分布，所以探测器处的照度值是^[1].

式中R是积分球的半径;P是球面内壁涂料的反射比;φ是光源的光通量.

    为了有效减小测量误差，采用代替法测量光通量.首先，将光通量为φs的标准灯放在积分球中心处，在探测器处得到的照度显示值Es是

然后，用待测灯替换标准灯，得到待测灯的照度显示值Ec是

    按(2)式进行光通量测量时，要求标准灯与待测灯有类似的外形尺寸和相近的光谱辐射特性.否则，由于两个光源外形对光线吸收作用不同和积分球内壁反射比P不同，都将引起测量的误差.

    积分球中挡板的作用，是为了避免光源直接照射探测器.为了降低挡屏尺寸的影响，除了尽量减小挡屏外，应当选择较大尺寸的积分球.一般应使积分球直径是车灯最大尺寸的10倍以上.在该套装置中，积分球直径为1米，车灯尺寸为3一5厘米，两者之比在20 } 30之间.

    3仪器结构

    仪器的结构框图如图2所示

    在测量中，首先将标准车灯泡的光通量标准值输人到单片机内，再将标准车灯泡放到积分球内，得到照度显示值Es;然后清零。将待测车灯泡放到积分球内，得到照度显示值Ec。两次测量显示值Es,  Ec先后存贮于单片机内，通过单片机中的数据处理程序，计算出待测车灯泡的光通量数据.最后在显示器上进行数字显示，并由打印机打印出测量结果.

    仪器的主要部分除积分球外，单片机系统是关键成份.此单片机系统具有采样、存贮、数据处理、显示和打印等功能。图3是单片机程序设计框图.

    另外，为了保证测量的精确，对每种型号、结构的车灯灯泡，分别进行了标定，使每种型号车灯灯泡在测量时分别同各自对应型号的标准灯泡进行比较.