Se designa con este nomre a todo instrumento que utiliza como detector alg&uacute;n elemento fotosensible. Este tipo de detectores transforman la luz en electricidad, transformaci&oacute;n que puede realizarse directamente o indirectamente a trav&eacute;s de una doble transformaci&oacute;n, de energ&iacute;a luminosa a t&eacute;rmina y de t&eacute;rmica a el&eacute;ctrica.
(P&aacute;rrafo extra&iacute;do a modo de resumen)</em

Arizaga, Ricardo

Undetermined

Cuando se desea evaluar la intensidad de cualquier fuente luminosa, es necesario contar con un standard e patrón de intensidad y un instrumento que permita realizar la comparación entre ambas. Un fotómetro, aunque no mide directamente Intensidades lumi· nosas, nos permite obtener valores cuantitativos de la Intensidad de una fuente en base a la iluminación que ésta produce. Para esto se hace ne· cesarlo conocer qué relación existe entre la Intensidad de una fuente la iluminación que ella produce

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Principios de fotometría: instrumentos de medición (parle I)

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Se designa con este nomre a todo instrumento que utiliza como detector algún elemento fotosensible. Este tipo de detectores transforman la luz en electricidad, transformación que puede realizarse directamente o indirectamente a través de una doble transformación, de energía luminosa a términa y de térmica a eléctrica.
(Párrafo extraído a modo de resumen)</em

Principios de fotometría: instrumentos de medición (parle II)

FICHA TECNICA PRINCIPIOS DE FOTOMETRIA Instrumentos de Medición (Parle 11) Lic. RICARDO A. ARIZAGA Laboratorio de Investigaciones Sensoriales - CONICET e.e. 53 -Suc. 53- Buenos Aires FOTOMETROS FISICOS Se deisgna con este nombre a todo instrumento que utiliza como detector algún elemento fotosensible. Este tipo de detectores tran~forman la luz en electricidad, transformación que pue-de realizarse directamente o Indirecta-mente a través de una doble transfor· mación, de energía luminosa a térmi· ca y de térml!'a a elóc:rica. Los que realizan :a transformación di-rectamenlo 50 denDminan detectores fotoeléctrico!>. !os que lo hacen indi .. rectamente termoeléctricos. A conli-nuac,on se analizan cada uno de ellos. Detectores lotoelktrlcoa En esta clase de detectores fa radia-ción incidente hace que se produzcan r,fectos eléctricos que pueden ser me-c:;idos fácilmente con un instrumentc-adecuado. Segun el tipo de electo Eléctrico producido podemos distin· guir tres tipo. célula• lotoconductl-vaa; cttuln folovoHaicaa y c6iulN fo-toemisivh. En las células loloconduclivaa la con-ductancia (o resistencia) depende del flujo lumi11oso que incide sobre ellas. La medición se realiza aplicando una diferencia de potencial a la célula. estando el valor de la corriente que circula en el circuito relacionado con la iluminación recibida. Esos tipos de células son altamente sensibles a cambios en el flujo luminoso inciden-te. y esta sensibilidad depende del tamaño de la superficie iluminada y de la tensión aplicada a la célula. Sin embargo no son útiles para medicio· nes de precisión dado que su respues-ta es altamente alinea! con respecto al flujo incidente. Otro inconveniente es que presentan pronunciados efec· tos de fatiga y son lentas para pro-ducir una respueata estable. Las mia· mas se utilizan no propiamente en el campo de la fotometría, sino como simples detectores de sellaJ donde se requiera determinar presencia o au· sencla de una determinada cantidad de luz, es decir, se las utiliza como accesorio a otro tipo de aparato me-cénico, electrónico, etc. En las ~ tok>Yon.c., llamadas también de capa-barrera, la energla luminosa incidente causa el pasaje de ºe•ectrones a travéa de la auperticle de contacto entre un conductor y un semiconductor; la célula actúa enton-ces como un generador de fuerza electromotriz que es capaz de forzar esta corriente a través de un circuito externo de baja resistencia. El valor de la Iluminación esté dado por la , corriente que circula, ya que ésta es proporcional al flujo luminoso inci-dente. La respuesta espectral de una célulo fotovoltalca depende del tipo de se-miconductor utliizado en su fabrica-ción; las de selenio. que son las mas comunes, presentan una respuesta es-pectral con las caracterislicas de la curva a de la figura 1. Si se la desea utilizar como elemento detector de un instrumento fotoeléctrico es necesario i:orregir esta respuesta de manera que se asemeje lo mas posible a la curva ée sensibilidad espectral relativa del I observador normal CIE 1924 (V).). Es· to se realiza mediante el UIO de filtros de color ad$Cuadoe. La figura 1 mues-tra cómo, mediante la corrección de color, ta respuesta de la c61ula se acerca a la Vl. lo auflclente como para considerarlaa colncldent.._ En el caso que se taa utilice para compa-rar fuentes lumlnoaaa con Igual dis-tribución espectral, se hace Innecesa-rio el uao de la correción de color. Otro punto que ea Importante tener en cuenta, en una c61ula lotovoltaica ea el 6ngulo de Incidencia de la luz, si ésla llega formando un éllguto lo auflcientemente grande, pa,te es re· flejada por la euperflcle fotosensible o por ta cubierta de vidrio, y esto hace que la leetura pueda llegar a ser hasta un 25% menor que et valor real. La mayoría de loa luxlmetros comer· ciaJes estén provistos de una cubier-ta difusora u otro medio similar para corregir la reapuesta y asl aproximar· la a su valor verdadero. SI el Instru-mento no posee corrección v si ta llu· minación a medir proviene de una única fuente, la componente puede me· dirse orientando la célula perpendicu-larmente a ta dirección de ta luz y multiplicando la lectura por el coseno del Angulo de Incidencia (Para am· pliar detalles de este problema ver Coutteret, M. E. y Kirschbaum, C. F., 1976). Este tipo de detector pose9 la des· ventaja de ser allneal para altos mvo· les de iluminación cuando la resisten-cia del circuito, al cual et! conectada. es de1 valor alto. Por coM:igule.1tP para obtener resultados ¡:,1cc-lsos es ------· ---------------! 1,' -r=r - , l 1 .... 'o • e-+--..... 0.1 f! t·· ' 0.6 • o ... ~,..-.... -- -l 1 o' • 1 o - .. oo }f."1 M)I' RI{, Longitud de onda en nanometros ¡ ,____ _____________________ ! Flfl. 1. - Curvas que representan la reepu•ta espectral de una célula fotowottaica comparada con la aemibilklad del ojo humano. A: C61uta de aelen10 no corregida; B: C.,uta de aeleNo con corrección de color¡ C: Seneibifldad espectral retatiu del obNtYador normal. CtE 192of. {V).). LUMINOTECNIA ; i 3 - { ( !~T¡ necesario utilizar un Instrumento de medición que posea reslatencia exter-na nula. Algunos de los luxlmetroa que n uaan uctualmente consisten en una c"ula totovoltaica conectada a un amperl-metro calibrado directamente en lux (o foot·candle). Otros tipos máe ela-borados utmzan ampllflcadores opera· cloneles para ampllllcar la H1'al de la célula fotovollaica, que permiten, re-duciendo a cero la diferencia de po· t&ncial en ta célula, obtener condicio-nes favorables para que la relaclón ·entre la respuesta de la célula y la luz Incidente aea ntrlctamente tlneal. l.aa MlalN totoemtelva consisten en dos .iectroóos dentro da un tubo al vaclo o con un ou Inerte, sobra loa cualn hay 1pllcada una diferencia d11 potenaiat, Al Incidir luz aobre al elac-troc.10 ne;ath,o (c'1odo) 1JO produce una timl1ión de electrone, por afecto fotoetéctrloo; eatOtl fotoalectronea ton c:optado1t por el ttletetrodo positivo, ge-nerándoae d.. e11ta manera una co-rdentél que e1tá r•tactonada con la int&nsidad de la luz lncldenla. En clortas células fotoemlaivas los to. toelectrone• primario, A(Jlpean contra una "egunda superficie causando la emisión de el6ct,onee eecundarlos pa-ra dar una corrlent• final amplificada. Estas célulaa son comúnmente llama-das de emisión aecundaria, o si la corriente es ampllflcada en variatt I etapas se los denomina fotomu11ipli-cadorev. Las células fotoemisívas en tubos de vaclo, especialmente los fotomultipli-cadores, son utilizados exclusivamen· te en fotometrla de alta precisión, mientras que las de gas, aunque son más senelbles que las de vaclo, tie-nen la desventaja de que su penslbi· lldad es afectada fuertemente por pe-queftos cambios en la presión del ga,¡ y por fluctuaciones en la tensión apli-cada. La estabilidad de laa células rotoem,-sivas es muy alta durante largos pe-rodos mientras se tenga el cuidado de no sobrecargarla y asl evitar que cir· VISUALES cule una fotocorriente excesivamente alta. La linealldad ea lo que mis ca-racteriza a fas cálu!as fotoemisivas y hace que se los utilice para medicio-nes de atta precisión. La relación en-tre la lotocorriente y la ilumlnancia puede apartarse de la linealidad ape-nas en 1 por 10.000 sobr• ur rango de luminancia de 1 a 10. La respues· te eapectrat esté directamente relaclo· nada con el tipo de material que re-cubre el cátodo. Los más comunes utilizan cesio eobre antimonio, dando una respuesta que decrece abrupta· mente hacia la zona de longitud da onda altas. Debido a que su sensibi· ildad t1s relativamente alta a lo targ"J de todo el eapectro visible. loa céto-doa llamados trhUcali (Ca-Sb-Na-K) re· 1ultan mAa útiles para aplicaciones fotométricas ya que ea menos dificul· tosa ta corrección de color mediante ílltros. A diferencia de laa células fo· lovollalcaa o fotoconductlvaa, que por requerir una fuente de tensión de unos pocos volts y por ser menos delica· d11a ,e aplican a fotómetro• de tipo portélil, loa detectores fotoemisivos, especialmente los fotomultipllcadores ton utilizados en fotómetros de tamo· fío relativamente grande. Esto se debo a que requieren un montaje mas ela· horado y también necesitan ser ali-mentados por luentes re9uladas de tensión de voltajes mayores. Detectorea termoel6ctrk:oa Los detectorH termoe16ctrlcos, tales como los termocuplas, termopilas o bolómetros, convierten energla térmi· ca en energia eléctrica. En el caso de las termopilas o termocuplas esta transformación se realiza haciendo uso del electo termoeléctrico o de "Pel-tler"; básicamente consisten en un circuito eléctrico formado por dos materiales distintos (alambre, cintas da metal o semiconductores) donde una de las uniones es ennegrecida para que absorba la mayor cantidad posi· ble de la energla luminosa incidenta sobre ellas: la otra unión es apanta· llada y permanece fria. La corriente FOTOMETROS 1 generada en el circuito es proporc,o· nal a la diferencia de temperatura en· tre las uniones y provee una medida del flujo radiante. En la ter:nor;upla se emplea solo un par de uniones. e:1 cambio en la termopila se utilizan va rías termocuplas conectadas en seri2 con sus uniones ennegrecidas, agru· padas para formar una superficie re· c6ptora hacia donde incide el flu1•J radiante. Los bolómetros están constituidos por dos cintas angostas de material en-negrecido (platino) que forman dos ramas de un puente de Wheatstone. Cuando una de las dos cintas es ilu· minada su resistencia aumenta. debr· do al aumento de temperatura. pro-porclonalmente al flujo luminoso reci-bidc. Lo més importante de tos detectores mencionados es que su sensibilidad espectral no depende de la longitud de onda de la radiación incidente siempre que el material con que fue-ron ennegrecidas las superficies re-.:eptoras haya sido convenientemente ~legida y depositada. Por esta carac· terlstica estos detectores son común· mente utilizados en radiometrla y no se los utiliza generalmente en folo-metrla dado que la superficie loto· 3ensible es muy pequeña y la res· ::,uesta que se obtiene de ellos es de muy bajo valor y se hace necesaric amplificar la seftal con los consiguien-les inconvenientes. Ademés son ins-lt umentos muy delicados que requi~· ren condiciones especiales de funcio-namiento, lo que los hace que estos detectores se los utilice en laborato-rios altamente especializados. La resalía dada en los dos último·; artlculos correspc'ldientes a la Nota Técnica, si bien no es completa. trata de dar un panorama general de los Instrumentos utiliados en fotometría. dando idea de sus ventajas y limita-ciones. El cuadro siguiente resume lo anterior.mente dicho clasificando los fotómetros de acuerdo a sus carac-terlslicas. FISICOS ··---- ,-----·-·----------~i~?~~AD ~i~N;1¡fs~~ 1 DE PARPAD~:o j FOTOELECTRICOS ! ! - _¡ ·-n:RMOr:u cnw;os --~~-- ---- --·--· -·-·- ·--1 --·-- - ·- . BUNSEN BECHSTEIN LUMMF.R· E!RODHUM LUMMER-BRODHUM BECHSTtlN I jcELULAS ¡ CELULA:; \¡ BECHSTEiN i roTO- I rOTO-• ICC>ND~~TIV~~ VOLTAICAS rotoreS1sl.-nc1<191c,Iulas de sele-nio. Luxlmelros pcrlátil<•o 1 ' CE:LULAS I , roro. IEMISIVAS I 11 fotoceh1l.:- Termop,las de• vaclo Y TPrmocupla<; I do em1s16n ¡ fi 1 ·cundar1c.., l lotomulh· plicador(••; ! I! j·· ----1 ¡ Bol6mel,cis TAILA 1: e__. -- ele clamflcmclAa .._ lol6",etro. ft 11CU•rdo • •1111 ccrad.,.!atim, 1: Detedoree b ... <I... .,. .,, '"electo Peltie, ... n, o ......... .._... .. , .. ~ ... , ...... , •• et. de ... _... ..... eon lo ··-naturc. LUMINOTECNIA Il : 3 - ~ (1977) 

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