Een spectrometer meet licht op dezelfde manier als een camera een foto maakt. De spectrometer maakt een snelle opname van het licht en geeft een beeld (of grafiek) van de lichtopbrengst. Het doet dit door licht gedurende een korte periode binnen te laten, het inkomende signaal af te breken en het te verspreiden over een sensorarray die elke golflengte scheidt en vervolgens schaalt op basis van de gevoeligheid van de sensoren en de amplitude van de inkomende signalen.
Radiometers zijn vergelijkbaar in die zin dat ze de lichtopbrengst / amplitude meten, maar verschillen in die zin dat ze u niet kunnen vertellen welke golflengte (s) werden uitgezonden of hun individuele amplitude. Een radiometer meet meestal de inkomende stroom of spanning van de sensor die evenredig is met het lichtniveau dat de sensor bereikt. De meter past vervolgens een correctie-/kalibratiefactor toe op het binnenkomende signaal om een gekalibreerde lichtniveaumeting te leveren. De meter biedt een enkele aflezing voor alle golflengten van licht die de sensor bereiken in één gecombineerd resultaat.
De Spectrometer is de basiseenheid van een Spectroradiometer. Spectroradiometers omvatten ingangsoptiek en kalibraties waarmee de spectrometer gekalibreerde metingen van vermogen, intensiteit en bestraling/ straling kan opnemen in optische eenheden of lux / nm, lumen / nm, watt / nm, W / cm2 / sr / nm enz. Hoewel voor alle duidelijkheid, veel mensen wisselen de termen gekalibreerde spectrometer, spectrometer en spectroradiometer uit.
Spectrometers hebben interne sensoren die onmiddellijk het licht kunnen meten en het inkomende signaal kunnen verdelen over een detectorarray die het signaal meet in kleine banden of individuele golflengten op basis van de resolutie van het systeem. (dwz 1 nm, 5 nm of 10 nm resolutie). Dit wordt gedaan door het gebruik van CCD (charge coupled device) arrays, of CMOS (complementary metal-oxide semiconductor) beeldsensoren.
Kalibratie wordt vervolgens toegepast op elke golflengte om het signaal van elke pixel in tellingen om te zetten in een gekalibreerde aflezing van zowel amplitude als golflengte die meestal wordt uitgezet in een grafiek op het interne display of op een pc. Deze gekalibreerde golflengte- en lichtniveaumetingen worden vervolgens geconverteerd door tal van algoritmen om kleurtemperatuur, duv en CRI te berekenen.
Spectrometers worden meestal verkocht om UV naar VIS of NIR te meten in een enkele scan. Er zijn systemen die in staat zijn om UVC en IR te meten, hoewel meestal de nauwkeurigheid van deze buitenste golflengten wordt verminderd, vooral voor een breedbandsysteem.
Spectrometers kunnen een zeer nauwkeurige gekalibreerde golflengte en lichtniveaumeting bieden, op voorwaarde dat het signaal sterk genoeg is over het volledige spectrum dat moet worden gemeten. Spectrometers hebben problemen met strooilicht en ruis wanneer het signaal in het algemeen zwak is of wanneer de VIS / NIR-uitgang aanzienlijk sterker is dan de UV / IR.
Een radiometer of lichtmeter bestaat meestal uit een meterlichaam dat de spanningsstroom van een interne of externe detector meet. De detector (sensor of fotodiode) is ontworpen om een specifieke lichtband te meten zoals weergegeven in de onderstaande gevoeligheidscurven. (dwz SiC (siliciumcarbide) 215-355, SI (silicium) 200-1100nm, InGaAs 850-1700 nm ...)
Filters worden vervolgens aan de sensor toegevoegd om het te meten licht door te geven en de ongewenste golflengten van de metingen te blokkeren. De sensorfiltercombinatie creëert de gewenste gevoeligheidscurve, vaak een klokvormige curve genoemd. Hieronder staan drie verschillende filters die op dezelfde siliciumfotodiode worden weergegeven om 3 verschillende gevoeligheidscurven te maken voor UVA / VIS, UVA en VIS.
Er zijn ook filters die zijn ontworpen om een meer uniforme gevoeligheid over een specifieke band te bieden, wat vooral handig is voor het meten van LED's, lasers en andere smalbandbronnen.
Sensoren worden meestal gekalibreerd op de piekintensiteit en meten al het licht onder de curve om één gecombineerde aflezing te bieden in eenheden zoals lux, W / cm2, Lumens, Watts, Candela enz.
Radiometers bieden een eenvoudigere bediening en zijn minder gevoelig voor geluid en strooilicht wanneer ze goed worden gefilterd. Omdat radiometers afhankelijk zijn van het filter om een match te creëren met de lichtbron, voegen variaties in filters van verschillende lichtmeterfabrikanten enige moeite toe bij het vergelijken van resultaten van lichtmeters van verschillende leveranciers. Ook de klokvormige curve van het filter kan de totale fout verhogen voor lichtbronnen met talrijke pieken of een piek die zich niet op de middelste golflengte van het filter bevindt. Sommige van deze fouten kunnen worden gecorrigeerd met aangepaste golflengtekalibratie en algoritmen, terwijl andere te moeilijk zijn om te corrigeren met een enkel filterontwerp. Veel radiometers kunnen worden gebruikt met tal van sensoren om veel verschillende lichtbanden te bedekken, zoals UVA, 250-400, VIS enz.
