광량계측 실험 보고서 모음집

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본문내용

실험으로 측정한 것은 단기 안정도 이다. 단기 안정도는 LED의 ‘Warming up time'으로서 이 시간 이 후 의 조건에서 LED의 여러 가지 측정을 할 때 좀 더 안정된 Data를 얻을 수 있다. 단기 안정도를 기초로 하여 장기 안정도 및 life time측정을 통해 LED의 수명을 판단 할 수 있다. 장기안정도는 측정시 초기 Maximum값의 50%정도의 값이 관측되었으면 수명이 다했다 판단하고 life time 측정은 LED 및 주위환경을 인위적으로 control하여 LED의 수명을 판단한다. 아무리 효율, 성능이 우수하다 하더라도 수명이 짧으면 소용이 없다. 그러므로 LED의 안정도로 인한 수명의 검사는 필수이다.
실험제목 : P#.9 LED 온도 특성 측정
실험환경 : 온도 23°C, 습도 40%
실험방법 : ① 메인 (온도의존 check)
② 전류 : 전 실험의 광량 최대치 전류값의 80%전류 값
③ 측정간격 : 5초
④ 반복측정횟수 : 10회
⑤ 노출시간 : 자동
⑥ 온도 20℃, 23℃, 26℃로 변환하여 측정
실험결과분석 :
LED 안정도 실험에서 측정한 시간, 약 2 분정도의 이 시간이 지난 후부터 안정화된 상태라고 볼 수 있다. 이러한 조건이 충족 되면 온도에 따른 광속의 변화 성향을 측 정 할 수 있다.
측정된 안정화 시간을 이용하여 20℃, 23℃, 26℃에서 각각 광속값의 변화를 구하고 이것의 A형 불확도 범위를 나타낸다.
A-type 불확도
-일련의 관측 값을 통계적으로 분석하여 불확도를 구한다.
① (평균 측정량) = ∑qk : 평균 (n: 횟수) ② S2(qk) = ∑(qk-)2 : 분산
③ A형 표분 불확도
U() = =
Blue LED
　
20
23
26
No.
Φv(mlm)
Φv(mlm)
Φv(mlm)
1
2834.829
2819.821
1383.821
2
2836.788
2814.675
1378.675
3
2835.718
2807.329
1371.329
4
2840.559
2815.954
1379.954
5
2840.107
2815.405
1379.405
6
2830.484
2815.734
1379.734
7
2837.662
2811.442
1375.442
8
2837.41
2813.59
1376.59
9
2837.96
2813.305
1377.305
10
2830.295
2806.179
1370.179
　
　
　
　
평균
2836.181
2813.343
1377.243
표준편차
3.51126
4.105445
4.110946
분산
12.32891
16.85464
16.9007
A형불확도
1.110356
1.298257
1.300027
실험결과분석 :
기울기가 커지므로 온도의 증가에 따라 광속이 급격히 감소 할것이다.
White LED
　
20
23
26
No.
Φv(mlm)
Φv(mlm)
Φv(mlm)
1
10104.36
9994.153
9833.886
2
10101.3
9946.437
9843.796
3
10090.06
9962.036
9811.144
4
10070.66
9932.419
9806.153
5
10064.71
9901.219
9784.63
6
10054.68
9907.112
9782.003
7
10032.54
9904.961
9786.648
8
10049.59
9894.628
9766.121
9
10033.62
9890.85
9758.722
10
10022.17
9881.895
9758.291
　
　
　
　
평균
10062.37
9921.571
9793.139
표준편차
29.20148
36.18565
29.97671
분산
852.766
1309.391
898.5954
A형 불확도
9.234533
11.44286
9.479427
광속 값과 온도의 성향이 가장 뚜렷함.
온도에 의한 광속값의 감소되는 정도가 일정하게 유지 될 것이다.
Red LED
　
20
23
26
No.
Φv(mlm)
Φv(mlm)
Φv(mlm)
1
1338.998
1337.135
859.3155
2
1323.496
1326.524
844.1984
3
1328.054
1324.974
843.8599
4
1325.859
1321.222
846.3806
5
1320.769
1325.934
838.3355
6
1316.398
1317.051
837.5738
7
1317.765
1310.632
847.9019
8
1312.276
1318.38
848.064
9
1317.804
1332.45
855.3423
10
1318.086
1316.521
824.2301
　
　
　
　
평균
1321.951
1323.082
844.5202
표준편차
7.608499
7.949827
9.787776
분산
57.88807
63.20005
95.80047
A형 불확도
2.405994
2.513971
3.095165
온도 증가에 따라 광속 값의 감소되는 정도가 초반보다 약간씩 줄어들 것이다.
실험결과 온도가 증가함에 따라 광량이 대체적으로 감소하는 모습을 볼 수 있었다. 감소되는 형태는 각각 다른 함수 관계를 가진다. White LED의 경우 그래프가 선형성을 이루어서 다른 온도에서의 경향을 예측하기가 가장 수월하다. 온도에 따라 감소폭이 가장 큰 것은 Blue LED였으므로 온도에 가장 민감하다고 결론을 내렸다. (다른 LED에 비해서 상대적인 값 기준)
LED에서 온도는 저온보다는 특히 고온에서 LED소자에 극단적인 영향을 끼치게 된다. 실험은 20°C, 23°C, 26°C에서 이루여 졌지만 실생활에서의 측정이었더라면 LED효율의 더 많은 감소를 관찰 할 수 있었을 것이다. 이러한 이유는 온도가 높아짐에 따라 electron과 hole이 만나 빛이나는 확률이 감소하는 이유로 설명 할 수 있다. 온도에 따라 광속값이 차이가 없을수록 LED특성이 좋은 것이라 볼 수 있겠다. White LED는 불확도가 조금 생기고 Red LED와 Blue LED는 비교적 근소한 불확도를 보였다. 불확도 원인으로는 장비의 문제, 온도조절 (환경) 및 LED칩의 불안 등을 생각할 수 있다. 온도에 민감한 실험이었는데 실험시 부위에서 온도를 확실히 control 못한 점이 아쉬웠다.

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