研究目的
构建用于展示各类灯具特性的光分布分析实验装置组。
研究成果
基于光敏电阻的照度计平均误差为4.52%,标准差为4.85,验证了其在光分布分析中的适用性。带反射器的荧光灯展现出最广的光分布范围,高棚灯分布最窄但照度最高,筒灯照度最低。在同类型灯具中,白炽灯提供了最高的照度。该实验装置有助于理解光分布特性,从而实现建筑照明系统的有效设计。
研究不足
LDR照度计在低照度条件下误差较大(0-100勒克斯范围内误差高达26.26%),且实验环境局限于狭小空间(1.5×1.5×1.5米),可能无法反映真实光照条件。该系统依赖特定硬件(如DAQ-6008)和软件(LabView),限制了其适应性。
1:实验设计与方法选择:
实验装置采用封闭房间、LDR传感器测量照度及LabView进行数据显示与电机控制,旨在提供理解光分布特性的实践工具。理论模型包含LDR电阻与照度的反比关系,以及电压与照度的指数相关性。
2:样本选择与数据来源:
测试四种灯具(14W复合荧光灯、60W白炽灯、7W LED、36W荧光灯)及三种照明器(筒灯、高棚灯、荧光反射罩),基于常见照明系统类型选取。通过多角度照度测量采集数据。
3:实验设备与材料清单:
设备包括封闭房间(1.5×1.5×1.5米,钢木结构)、LDR传感器(200mW)、电阻(3.3kΩ,500mW)、步进电机、DAQ-6008接口卡、电机驱动器、15V直流电源、搭载LabView的计算机及标准照度计(LX1010B)。材料为指定灯具与照明器。
4:5×5×5米,钢木结构)、LDR传感器(200mW)、电阻(3kΩ,500mW)、步进电机、DAQ-6008接口卡、电机驱动器、15V直流电源、搭载LabView的计算机及标准照度计(LX1010B)。材料为指定灯具与照明器。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:通过LabView控制的步进电机以5°为间隔旋转灯具(-90°至90°),LDR逐角度测量照度并由计算机记录显示数据,每组测试重复五次以确??煽啃?。
5:数据分析方法:
基于校准方程用LabView将电压信号转换为照度值,统计分析包括计算与标准照度计对比的平均误差及标准差。
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LDR
200 mW
Measuring illuminance by varying resistance with light intensity.
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Resistor
3.3kΩ ± 5%
Used in voltage divider circuit with LDR to produce output voltage signal.
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DAQ-6008
6008
Interface card for connecting LDR and stepping motor to computer via USB, enabling data acquisition and control through LabView.
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Stepping Motor
Rotating the lamp from -90° to 90° under control of LabView through the motor drive.
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Power Supply
Providing 15 VDC power to the stepping motor drive.
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Lux Meter
LX1010B
Standard device used for calibrating the LDR-based illuminance meter.
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LabView
National Instruments
Software application for displaying illuminance values, controlling the stepping motor, and data analysis.
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