Spektrometr měří světlo podobně jako fotoaparát. Spektrometr pořídí rychlý snímek světla a poskytne obraz (nebo graf) světelného výkonu. Dělá to tak, že na krátkou dobu vpustí světlo, rozbije příchozí signál a rozšíří ho na pole senzorů, které odděluje každou vlnovou délku a poté ji škáluje na základě citlivosti senzorů a amplitudy příchozích signálů.
Radiometry jsou podobné v tom, že měří světelný výkon / amplitudu, ale liší se tím, že vám nemohou říci, které vlnové délky byly emitovány nebo jejich individuální amplitudu. Radiometr obvykle měří vstupní proud nebo napětí ze senzoru, které je úměrné úrovni světla, která dosáhne senzoru. Měřič pak aplikuje korekční/kalibrační faktor na příchozí signál, aby poskytl kalibrované měření úrovně světla. Měřič poskytuje jediný odečet pro všechny vlnové délky světla dosahujícího senzoru v jednom kombinovaném výsledku.
Spektrometr je základní jednotkou spektroradiometru. Spektroradiometry zahrnují vstupní optiku a kalibrace, které umožňují spektrometru provádět kalibrované hodnoty výkonu, intenzity a ozáření/vyzařování v optických jednotkách nebo lux/nm, lumenů/nm, wattů/nm, W/cm2/sr/nm atd. Ačkoli je jasné, mnoho lidí si vyměňuje termíny kalibrovaný spektrometr, spektrometr a spektroradiometr.
Spektrometry mají interní senzory, které mohou okamžitě měřit světlo a rozdělit příchozí signál na pole detektorů, které měří signál v malých pásmech nebo jednotlivých vlnových délkách na základě rozlišení systému. (tj. rozlišení 1 nm, 5 nm nebo 10 nm). To se provádí pomocí polí CCD (charge coupled device) nebo obrazových snímačů CMOS (complementary metal-oxide semiconductor).
Kalibrace se pak aplikuje na každou vlnovou délku, aby se signál každého pixelu v počtech převedl na kalibrované čtení amplitudy i vlnové délky, které je obvykle vykresleno v grafu na interním displeji nebo na PC. Tyto kalibrované hodnoty vlnových délek a úrovně světla jsou pak převedeny četnými algoritmy pro výpočet teploty barev, duv a CRI.
Spektrometry se nejčastěji prodávají pro měření UV na VIS nebo NIR v jediném skenování. Existují systémy, které jsou schopny měřit UVC a ir, i když obvykle je přesnost těchto vnějších vlnových délek snížena zejména pro širokopásmový systém.
Spektrometry mohou poskytnout vysoce přesné kalibrované čtení vlnové délky a úrovně světla za předpokladu, že signál je dostatečně silný v celém spektru, které má být měřeno. Spektrometry mají problémy s rozptýleným světlem a šumem, když je signál obecně slabý nebo když je výstup VIS / NIR výrazně silnější než UV / IR.
Radiometr nebo měřič světla se obvykle skládá z tělesa měřiče, které měří proud napětí z interního nebo externího detektoru. Detektor (senzor nebo fotodioda) je určen k měření specifického světelného pásma, jak je znázorněno na křivkách citlivosti níže. (tj. SiC (karbid křemíku) 215-355, SI (křemík) 200-1100nm, InGaAs 850-1700 nm...)
Filtry jsou pak přidány do senzoru, aby předaly světlo, které má být měřeno, a zablokovaly nežádoucí vlnové délky z měření. Kombinace filtrů senzorů vytváří požadovanou křivku citlivosti, často nazývanou zakřivená ve tvaru zvonu. Níže jsou uvedeny tři různé filtry zobrazené na stejné křemíkové fotodiodě, které vytvářejí 3 různé křivky citlivosti pro UVA/VIS, UVA a VIS.
Existují také filtry, které jsou navrženy tak, aby nabízely rovnoměrnější citlivost v určitém pásmu, což je zvláště užitečné pro měření LED, laserů a dalších úzkopásmových zdrojů.
Senzory jsou obvykle kalibrovány při špičkové intenzitě a měří veškeré světlo pod křivkou, aby poskytovaly jeden kombinovaný odečet v jednotkách, jako jsou lux, W / cm2, lumeny, watty, Candela atd.
Radiometry nabízejí jednodušší ovládání a při správném filtrování jsou méně náchylné k hluku a rozptýlenému světlu. Vzhledem k tomu, že radiometry spoléhají na to, že filtr vytvoří shodu se světelným zdrojem, variace filtrů od různých výrobců měřičů světla zvyšují určité obtíže při porovnávání výsledků měřičů světla od různých dodavatelů. Také zvonovitá křivka filtru může zvýšit celkovou chybu pro světelné zdroje, které mají četné vrcholy nebo vrchol, který není ve středové vlnové délce filtru. Některé z těchto chyb lze opravit pomocí vlastní kalibrace vlnových délek a algoritmů, zatímco jiné je příliš obtížné opravit pomocí jediného návrhu filtru. Mnoho radiometrů lze použít s mnoha senzory k pokrytí mnoha různých pásem světla, jako je UVA, 250-400, VIS atd.
