科学
光传感器简洁的外观掩盖了每个传感器背后的严谨设计。从传感器顶部形状到光学滤光片，光传感器方方面面都是科学探究的结果。对每一个用户来讲，意味着这是一款长期稳定、性能优越的可靠仪器。
LI-COR拥有超过40年设计和制造光传感器的经验，累计已销售超过15万台光传感器。
传感器设计
LI-COR陆地光传感器具备余弦修正功能，遵循Lambert余弦定律。余弦修正传感器可以从各个角度对平面上的辐射进行精准的测量。余弦修正确保在低光照水平和低太阳高度角等各种条件下准确测量。低光照条件下的准确度对于确定植物的光补偿点等应用非常重要。
传感器设计在入射角度高达82°时仍具有优良的余弦响应。辐射由一个被称为扩散器或“眼睛”的丙烯酸盘接收。当辐射以更大的入射角照射传感器时，扩散器边缘接收到的光就更多。这弥补了随着入射角增大而增加的顶面反射。 当入射角逐渐大于80°后，传感器外壳的边缘开始阻挡一部分辐射，以便在扩散器边缘接收到更多辐射时保持正确的响应。当入射角为90°时，边缘完全阻挡了扩散器，以保持正确的余弦响应。
进水是环境传感器面临的问题之一。LI-COR传感器配备大孔径的排水口，可以防止水在传感器元件周围汇聚。这样的设计既延长传感器寿命又减少数据漂移。
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光测量单位
辐射能量通量国际单位制(SI)标准是瓦特(W)。LI-200R太阳总辐射传感器经校准后单位为 (W m-2)。
光合有效辐射(PAR)测量光合光量子通量密度(PPFD)，表征单位时间单位面积的区域接收到400 nm到700 nm波段内的光子总数，通常 (µmol s-1 m-2)表示。
照度是用具有与典型人眼相同光谱响应的传感器测量可见光。照度用于描述眼睛感受到的照明条件，例如工作区域的照明、室内照明和电视亮度。照度测量单位通常表示为照度，即某一个点上的光通量密度。单位通常为lux或 lumens per m2。
LI-COR校准标准
校准是制造所有LI-COR光辐射测量仪器不可或缺的一步。LI-COR光传感器设计用于提供标准化测量单位的数据。
由于内部光学部件的正常变化，LI-COR在出库前会对每个传感器进行校准。校准数据称之为“校准常数”，指示对于定量可测量的能量输入传感器对应输出的量。
校准常数用于将原始信号转换为适当单位的太阳辐射。如LI-1500辐射照度测量仪或LI-250A光照计等读表设备可以存储校准常数自动转换。其他的数采或读表将原始数据通过一个由校准常数确定的因子进行缩放从而得到正确的结果。
光学元件的特性可能会受到环境条件的影响。我们建议每两年对传感器重新校准一次，以确保正确的测量结果。有此需求请联系LI-COR工程师。
太阳总辐射传感器校准
LI-200R太阳总辐射传感器在自然光条件下根据Eppley®精密光谱热辐射计(PSP)进行校准，校准不确定度典型值为± 3％(在± 60°入射角度内)。
*Preliminary specification
光合有效辐射传感器校准
光合有效辐射传感器(LI-190R、LI-191R、LI-192及LI-193)使用经过校准的行业标准级别石英卤素灯进行校准，石英卤素灯灯根据美国国家标准与技术研究所(NIST)的参考标准进行校准。 光合有效辐射传感器校准绝对值为±5%(典型值为±3%)，结果可追溯至NIST。
照度传感器校准
LI-210R可见光照度传感器使用波长555nm 1/2功率带宽且光谱发光效率值为683 lumens/W光源进行校准。该效率值是国际计量委员会(CIPM)推荐值。使用经过校准的行业标准级别石英卤素灯进行校准，石英卤素灯灯根据美国国家标准与技术研究所(NIST)的参考标准灯进行校准。
光测量误差来源
绝对校准误差
绝对校准误差取决于灯丝到传感器距离的准确度、灯丝和传感器对准的准确度、杂散光、灯电流测量准确度以及校准时传递函数的准确度。如果使用传递传感器(例如LI-200R校准)时，还会引入其他误差。
光谱响应误差
这种误差也称为活动误差或光谱校正误差。当传感器的光谱响应不符合给定波长的理想光谱响应时，就会出现这种情况。当测量来自与校准源光谱不同的任何其他源的辐射时，也会产生误差。
使用单色仪和校准硅光电二极管检查LI-COR光合有效辐射传感器和太阳总辐射传感器的光谱一致性。
A理想的太阳总辐射传感器对280 nm至2800 nm内的太阳辐射同样敏感。LI-200R响应光谱并不是非常理想，其仅能在未遮挡的自然光下使用。测试结果表明，在晴朗、未遮挡的日光条件下， LI-200R测量结果与热电堆非常接近2.
其他误差
其他误差源包括对不同入射角度辐射的敏感性差异、倾斜、传感器方向、漂移及其他。
LI-COR传感器经过精心设计和测试，尽量减小上述误差。同时按照指导正确使用会得到可靠和一致的数据。
参考文献
- Kondratyev, K. Ya. 1969. Direct solar radiation. In: Radiation in the atmosphere. Academic Press, New York, London.
- Flowers, E. C. 1978. Comparison of solar radiation sensors from various manufacturers. In: 1978 annual report from NOAA to the DOE.