Измеритель коэффициента пульсаций бытовых источников света.

Проверенная схема измерителя коэффициента пульсаций ламп накаливания, СДЛ, КЛЛ и т.д.

1. Вместо введения.

Статья в журнале Lumen&ExpertUnion №3/2013 ПУЛЬСАЦИИ ОСВЕЩЕННОСТИ: ПРОБЛЕМЫ, МЕТРОЛОГИЯ И РАСЧЕТ

Мои увлечения светотехническими замерами потянули за собой появление данной схемы.

Искать по сети чужие схемы и разбираться в них было лениво.

С микропроцессорами у меня не сложилось, поэтому всякие варианты с прошивками были отправлены в игнор.

Мне проще было спаять свою схему из проверенных (стандартных) узлов на базе обычных операционных усилителей (ОУ).

2. Структурная схема:

АПД — активный пиковый детектор

Ф/U — преобразователь ток-напряжение (преобразователь фототока)

ФНЧ — фильтр низкой частоты

АЦП — аналого-цифровой преобразователь с управлением ЖКИ индикатором (ICL7106).

Документация на ICL7106.

Идея, как обычно, простая:

— с выхода преобразователя Ф/U через ФНЧ1 формируется опорное напряжение Uоп. для АЦП (ICL7106)

— через разделительный конденсатор выделяется переменная составляющая, которая детектируется АПД и через ФНЧ2 поступает на вход АЦП (Uвх)

Отношение Uвх (ака размах пульсаций) / Uоп и есть коэффициент пульсаций (Кп) источника света.

Для схемы значение Uоп не имеет большого значения.

Главное, чтобы оно было в диапазоне 0,7..1,0 В и не изменялось в течение выполнения замера.

Поскольку коэффициент пульсаций источника света — величина, независящая от расстояния,

изменение расстояние источник-фотоприёмник влияет лишь на величину Uоп,

но соотношение Uвх/Uоп остаётся неизменным. )))

АЦП при этом работает не с жёстко фиксированным Uоп, а с «плавающим».

3. Схема устройства:

В схеме реализуется функция: (полный размах пульсаций)/Uсредн.*100% (отображение в процентах)

Т.о. в отличии от формулы в ГОСТ Р 54945-2012 (приложение Г, формула Г.1; ссылки на 1-й стр. темы), получается результат в 2 раза больше.

Чтобы измерения проводилось в точности по гостовской формуле, резистор R8 надо поставить такого же номинала, как и R7.

На ОУ D1 собрана искусственная средняя точка, т.о. из однополярного питания +10В получается двухполярное питание +-5В для других ОУ и АЦП.

D2.1 с обвязкой — преобразователь ток-напряжение

D2.2 с обвязкой — АПД

R11, C6 — ФНЧ1 для Uоп

R9, R10, C7 — ФНЧ2 для АПД

Узел на транзисторе VT — простейший компаратор напряжения на 0,7В.

Измеритель пульсаций необходимо приблизить к тестируемому источнику, чтобы загорелся индикаторный светодиод VD5.

При этом на АЦП поступает Uоп около 0,7В, чего достаточно для его нормального функционирования.

Использование компаратора упростило устройство: уж очень не хотелось связываться с автоматической регулировкой усиления.

Вместо макетных плат были использованы ненужные ПП от моих давних разработок.

Схема в стадии отладки:

На рабочем столе у меня давно уже использовались 10Вт СД с питанием от 12В БП (ноль пульсаций), поэтому пришлось найти настольную лампу-прищепку и вкрутить в неё лампу накаливания 40 Вт.

Осциллограмма на выходе АПД (КТ1 на схеме):

Осциллограмма на выходе ФНЧ2 (КТ2 на схеме):

Для ЛН 40 Вт показание прибора 21,4%, т.е. полный размах пульсаций 21,4%.

По ГОСТу, соответственно, в 2 раза меньше: 10,7 %.

Измеритель в собранном виде (пластиковый корпус серии Z):

Вид со стороны фотоприёмника:

Питание приборчика — от сетевого БП 10В.

4. Эксперимент удался. Прибор работает уже более шести лет. )

Сейчас, глядя назад, можно поумничать, как бы можно было сделать прибор удобнее, функциональнее и т.д.

С сожалению, никто так и не выложил простую схемку, чтобы на коленке собрать машину времени. Поэтому… )))

По возможности отвечу на вопросы по теме.

Всем удачных экспериментов. Берегите зрение!