Luxmetru

Schema alăturată, ca aplicaţie simplă a amplificatoarelor operaţionale de uz general (βA741 sau similar), permite realizarea unui luxmetru pentru măsurarea iluminării în plaja orientativă 0 ÷ 1 000 Lx, folosind ca instrument indicator un voltmetru de tensiune continuă cu 10 V la cap de scală.

Operaţionalul este în configuraţie de amplificator inversor cu alimentare simetrică, avînd particularitatea că tensiunea continuă de intrare este constantă, obţinută prin intermediul divizorului R2-R3 şi al celulei de stabilizare R1-D1 cu piesele din exemplul numeric considerat, tensiunea aplicată intrării inversoare este de cca 0,1 V.

Elementul fotosensibil îl constituie fotorezistenţa FR, plasată în bucla de reacţie negativă. Prin variaţia nivelului de iluminare ambiant, fotorezistenţa îşi modifică rezistenţa electrică (scade cu creşterea iluminării şi viceversa); in consecinţă, câştigul în tensiune al amplificatorului variază corespunzător, determinând variaţia tensiunii de ieşire, indicată de voltmetru.

De exemplu, dacă utilizăm o fotorezistenţă care are pentru limita domeniului de iluminare propus (1000 Lx) rezistenţa de cca 1 kΩ, iar în condiţii de întuneric cca 1 MΩ, cîştigul in tensiune al montajului, dat de relaţia , variază aproximativ între -1 kΩ/10 kΩ = -0,1 şi -1 MΩ/10 kΩ = -100. Prin urmare, instrumentul va indica U= -0,1 * 0,1 V= -0,01 V pentru iluminarea maximă de 1000 Lx, respectiv U = -100 * 0,1 V = -10 V pentru FR în intuneric. În final se impune etalonarea scalei prin comparaţie.

Dacă se utilizează un voltmetru cu altă indicaţie la cap de scală sau dacă se doreşte un alt domeniu de iluminare, fotorezistenţa şi tensiunea diferenţială de alimentare se o aleg în mod corespunzător. De exemplu, pentru un voltmetru de 12 Vcc tensiunea de alimentare se va lua de ±15 V, pentru a ţine cont de saturaţia operaţionalului la ieşire.