math - 勒克斯到流明 BH1750 I2C 光传感器

Question

我的 BH1750 I2C 光传感器给我一个勒克斯读数，但我需要一个流明值。根据我读到的内容，我只需将勒克斯读数乘以传感器的表面积即可得到我的流明值。但从第 6 页的数据表中，我得到的表面积非常小，只有 0.25 毫米 x 0.3 毫米。这似乎不对。我究竟做错了什么？在这个阴天的下午，我的读数约为 8,000 lx，应该在 600 流明左右。

Answer 1

您似乎对光度量有错误的理解。让我试着用一个类比来说明这一点：考虑一个喷水的喷泉。这个喷泉将代表我们的光源。

喷泉喷出的总水量可以用m³/s（立方米/秒）来衡量。这是喷泉的一个特点，可以称为水力。回到光度学，这个功率相当于光通量，以流明为单位。因此，光通量描述了光源发出的光量。您可以将此定义限制为一组给定的方向（例如，仅在向下的锥形中测量灯泡的光通量）。这将为您提供在该锥体中传播的总光量。对于喷泉示例，这可以等效地完成。只需测量排放到给定锥体中的水量。单位仍然是m³/s或流明。

现在，让我们不仅考虑喷泉（作为光源），还考虑周围的表面。我们可以在周围表面上选择一个任意点（一个没有面积的点）并测量有多少水/光到达该点。这可能有点难以想象，因为它是一个微分量。您可以通过测量到达该点的一个小邻域的水量并除以该邻域的面积来近似该值。这实际上是您的传感器正在做的事情。得到的单位是m³/s/m²（立方米/秒/平方米）或用于光度计的情况下lm/m²（流明/平方米），这是勒克斯的定义（照度单位）。因此，不同的点可以有不同的照度。尤其是远离光源的点，其照度通常较小。您可以通过对整个表面区域的照度进行积分来计算总光通量。这相当于测量喷泉周围非常多小表面块的水量（即照度乘以面积）并将它们相加。

有了这些背景知识，我们发现将勒克斯转换为流明是没有意义的。他们测量完全不同的东西。直观地说，照度告诉你在给定点有多少光，这通常是你想要的。您所做的（通过将照度乘以传感器面积）是计算到达传感器的总光通量（给定表面补丁的总水量）。自然地，随着传感器变大，这个测量值也会增加（会有更多的光到达表面；或者等效地，当你考虑喷泉周围越来越大的斑块时，你会收集越来越多的水）。因此，说 8 klx 应该是 600 lm 也是没有意义的。