Helligkeitsmessung mit Photowiderstand

Hi zusammen,

nur um das Altern eine Energiesparlampe zu dokumentieren, muss ich nicht den genauen Wert der Helligkeit kennen, nur den Trend. Ob es da genügt, einen Photowiderstand einfach an ein Multimeter anzuschließen?
Man darf voraussetzen, dass ich immer denselben Messbereich und auch immer exakt denselben Punkt im Raum zum Prüfen benutzen werde. Den Begriff „messen“ versuche ich mal zu vermeiden :wink:

Was meint ihr? Voelkner Artikel Q17247?

Ciao, Mike

Moin Mike,

nur um das Altern eine Energiesparlampe zu dokumentieren, muss
ich nicht den genauen Wert der Helligkeit kennen, nur den
Trend. Ob es da genügt, einen Photowiderstand einfach an ein
Multimeter anzuschließen?
Man darf voraussetzen, dass ich immer denselben Messbereich
und auch immer exakt denselben Punkt im Raum zum Prüfen
benutzen werde.

Das kann funktionieren. Der Widerstandsmessstrom sollte natürlich so klein sein, dass keine nennenswerte Beeinflussung des Widerstands eintritt. Was noch wichtiger ist: Die Randbedingungen müssen gleich sein! Also sollte auf jeden Fall kein Fremdlicht eindringen können. So ein Fenster vorhanden ist, muss es draußen dunkel sein. Auch darf in dem Raum nichts verändert werden. Jede Fläche, die ein gewisses Maß an Licht absorbiert/reflektiert, trägt einen Teil zu der ermittelten Helligkeit bei. Wird nun ein großer dunkler Schrank durch einen helleren ersetzt oder die weiße Wand bordeauxrot angestrichen, kann das schon reichen, um das Ergebnis vollkommen zu verfälschen. Dasselbe gilt auch für den "Mess"gerätebediener. Also am besten wäre, zu ziehst dir jedes Mal dasselbe an. :wink:

MfG,
Marius

Hallo,

Die einfachste Lösung wäre statt LDR-Selbstbau einen gebrauchten funktionsfähigen Foto-Belichtungsmesser mit LDR (CdS)- Messzelle, die dürften recht preiswert zu haben sein und haben meist einen Batterietest und eine Nullstellschraube integriert. Die „Lichtmessung“ ist genau, was du brauchst.

LG

Silberloewe99

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Hallo Mike!

nur um das Altern eine Energiesparlampe zu dokumentieren, muss ich nicht den genauen Wert der Helligkeit :kennen, nur den Trend. Ob es da genügt, einen Photowiderstand einfach an ein Multimeter anzuschließen?
… immer denselben Messbereich …immer exakt denselben Punkt im Raum zum Prüfen benutzen…

Das Messprinzip führt zu aussagekräftigen Ergebnissen, unter der Voraussetzung, daß man die Meßbedingungen in den Griff bekommt. Das ist insbesondere die Temperatur des Photowiderstands. Cadmiumsulfid-Photowiderstände (die seit Jahrzehnten für derlei Messungen verwendet werden) haben einerseits den Charme einer spektralen Empfindlichkeit, die der des menschlichen Auges entspricht, aber der Temperaturkoeffizient von etwa 0,5% / K führt zu Beeinflussungen des Meßergebnisses, die so groß oder größer als Veränderungen durch Alterung der Lampe sein können. Das gilt im Grundsatz auch für alle anderen für Photowiderstände eingesetzten Materialien.

Aus dem genannten Grund sind Gleichstrommessungen (die Widerstandsmessung per Multimeter ist eine solche) kritisch. Man vermeidet sie, wenn irgend möglich. Bei Benutzung eines totschwarz angemalten Chopperrads oder einer für definierte Zeit geöffneten Blende vor dem Photowiderstand und Auswertung der Widerstandsänderung zwischen belichtetem und abgedunkeltem Photowiderstand fällt schon mal der Temperaturkoeffizient des Photowiderstands heraus. Es bleibt noch der Temperaturkoeffizient der Empfindlichkeit, den man aber im Bereich üblicher Raumtemperaturen i. d. R. vernachlässigen darf.

Den Begriff „messen“ versuche ich mal zu vermeiden :wink:

Richtig durchgeführt, hier insbesondere die Berücksichtigung von Temperatureinflüssen, erhält man ein belastbares Ergebnis. Das ist dann ein Meßaufbau, der seinen Namen verdient. Am einfachsten benutzt man eine Blende, mit im Verhältnis zur Reaktionszeit des Sensors großer Öffnungszeit. Ausgewertet wird nur die Widerstandsänderung. Viele Digitalmultimeter bieten justamente genau für solche Anwendungen die Möglichkeit, auf Tastendruck irgendeinen Meßwert als Null darzustellen, um danach nur die Änderung anzuzeigen.

Nebenbei: Chopperrad und Blende gehören nebst von innen geschwärzten Rohren, Kisten und Pappkartons zur Standardausrüstung von Leuten, die so ähnliche Messungen durchführen, wie du es beabsichtigst. Dabei kann es um Alterungseffekte bei irgendwelchen Lampen oder LED gehen oder um Messungen etwa der Transmission von z. B. Folien und Beschichtungen u. v. m. Stets werden aber nur Veränderungen ausgewertet, keine Gleichwerte.

Was meint ihr? Voelkner Artikel Q17247?

Damit kann es klappen, aber nicht mit statischen Widerstandswerten, sondern nur in der oben beschriebenen Weise. Du mußt den Photowiderstand also in einem von innen geschwärzten Pappkarton unterbringen. In den Karton schneidest du ein Loch, das sich mit einer Klappe, einem Schieber oder einer z. B. per Drahtauslöser betätigten Blende öffnen und schließen läßt. Die Öffnungszeit ist völlig unkritisch und wird in diesem Fall nicht von der Trägheit des Sensors bestimmt, sondern von der Zeit, die dein Digitalmultimeter braucht, um einen stationären Wert anzuzeigen.

Als komfortablere Alternative benutzt man eine rotierende Blende, also ein Chopperrad und baut 2 Photowiderstände in eine mit Gleichspannung betriebene Meßbrücke ein. Der eine Photowiderstand bleibt abgedunkelt, der andere sitzt hinter der rotierenden Blende. Das Chopperrad macht den Photowiderstand abwechselt hell und dunkel. Der Photowiderstand verändert also dauernd seinen Widerstand und am Spannungsteiler mißt man im Takt eine auf und nieder zappelnde Gleichspannung. Für das angeschlossene Multimeter ist das eine Wechselspannung. Die Amplitude dieser Wechselspannung ist vom Einfluß des Temperaturkoeffizienten des Photowiderstands unabhängig, weil im anderen Zweig der Meßbrücke ein typgleicher, aber stets abgedunkelter Photowiderstand sitzt. Auf diese Weise steht als Meßergebnis kontinuierlich eine Wechselspannung zur Verfügung.

Der beschriebene Versuchsaufbau erfüllt durchaus professionelle Ansprüche und wird ein zuverlässiges Ergebnis über die Alterung der untersuchten Lampe liefern. Natürlich muß man trotzdem die übrigen Meßbedingungen konstant halten, also Meßabstand, Ausschluß von Fremdlicht und konstante Netzspannung zum Betrieb des Prüflings.

Gruß
Wolfgang

Hallo Wolfgang,

alle Achtung, das ist ja eine ausführliche Erklärung und Bauanleitung, und man kann sie echt nachbauen. Vielen Dank für Deine Mühe, ich werde sie nicht vergeuden. Du hast nun trotz über 12.000 vorhandenen einen Stern mehr in Deiner Sammlung :wink:

Alles Gute!
Mike

Zwei:smile: