O que é um sensor de iluminância? Interpretação do conceito de iluminância e intensidade luminosa.

O que é um sensor de iluminância? Interpretação do conceito de iluminância e intensidade luminosa.

O sensor de iluminância é um tipo de sensor que converte a magnitude da iluminância em um sinal elétrico, e a unidade de medida do valor de saída é o lux. O transmissor de iluminância tem diversas aplicações em vários setores, como o monitoramento da iluminância em ambientes como estufas agrícolas, iluminação pública e estações meteorológicas automatizadas.

Em termos de princípio de funcionamento, o sensor de iluminância adota o princípio do efeito de ponto quente. Este sensor utiliza componentes de detecção altamente sensíveis à baixa luminosidade. Esses elementos sensores são semelhantes à matriz fotossensível de uma câmera, com revestimento interno em espiral. A superfície da termopilha de múltiplos contatos é revestida com uma camada preta de alta absortividade. A junção quente está localizada na superfície de detecção, enquanto a junção fria está localizada no corpo do sensor. As junções quente e fria geram um potencial termoelétrico. Na faixa linear, o sinal de saída é proporcional à irradiação solar. A luz visível, ao passar pelo filtro, incide sobre o fotodiodo, que a converte em um sinal elétrico de acordo com a iluminância visível. Em seguida, o sinal elétrico entra no sistema de processamento do sensor para gerar o sinal binário necessário.

Naturalmente, existem muitas categorias de sensores de iluminância, e algumas categorias até otimizam a estrutura descrita acima, especialmente para reduzir a influência da temperatura. O sensor de iluminância também utiliza circuitos de compensação de temperatura, o que melhora significativamente a sensibilidade e a capacidade de detecção do sensor.

O conceito de 'iluminância' é frequentemente confundido com o conceito de 'intensidade luminosa'. Na verdade, não existe o conceito de 'intensidade luminosa' em fotometria. Os conceitos comumente usados ​​para grandezas ópticas são intensidade luminosa, iluminância, fluxo luminoso e brilho. 'Intensidade luminosa' é apenas um termo popular, sendo difícil determinar a qual conceito fotométrico corresponde.

Diversos conceitos mencionados acima possuem definições físicas rigorosas:

Intensidade luminosa: O fluxo luminoso emitido pela fonte de luz em um ângulo sólido unitário, cuja unidade é a candela, ou seja, 1 lúmen por esterradiano.

Iluminância: O fluxo luminoso por unidade de área da superfície iluminada, cuja unidade é o lux, ou seja, 1 lúmen por metro quadrado.

Saída de luz: o fluxo luminoso emitido pela unidade de área da fonte de luz (u200bu200b), cuja unidade é a mesma da iluminância.

Luminância: a intensidade luminosa na direção normal em uma área unitária, ou o fluxo luminoso emitido por uma área unitária em um ângulo sólido unitário em sua direção normal, a unidade é o nit, ou seja, 1 lúmen por metro quadrado por esterradiano.

Como a intensidade luminosa e o brilho estão relacionados à direção, é fácil deduzir: a intensidade luminosa de uma fonte de luz com o mesmo brilho em todas as direções é uma função cosseno da direção, e a intensidade luminosa é máxima na direção perpendicular à direção da fonte, sendo esta denominada fonte de luz cossenoide. Também chamada de fonte de luz Lambertiana. O brilho de uma fonte de luz com a mesma intensidade luminosa não é igual em todas as direções.

Todas essas grandezas ópticas utilizam o fluxo luminoso, que é a grandeza óptica correspondente ao fluxo de energia radiante, pois a luz é um tipo de radiação eletromagnética. O fluxo luminoso equivalente a 1 watt de energia radiante de ondas eletromagnéticas de diferentes comprimentos de onda é diferente. Ao converter para fluxo luminoso, deve-se considerar a curva de sensibilidade espectral do olho humano, ou seja, o olho humano não percebe o mesmo fluxo de energia radiante de diferentes comprimentos de onda. De forma semelhante, a luz infravermelha, as micro-ondas, a luz ultravioleta, etc., são invisíveis ao olho humano, enquanto a luz visível com comprimento de onda entre 400 nm e 760 nm é visível ao olho humano.

Em óptica física, também se menciona a 'intensidade da luz'. Ela utiliza as equações de Maxwell para calcular o vetor elétrico da luz. O quadrado da intensidade do campo elétrico representa a intensidade da luz em óptica física, sendo utilizado principalmente para calcular os padrões obtidos por efeitos de interferência e difração.

A intensidade da luz é um conceito relativamente vago em várias disciplinas relacionadas à óptica. Diferentes ramos têm opiniões diferentes. Alguns a consideram equivalente à intensidade luminosa, outros à iluminância e outros ainda ao brilho.

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