Ένα φασματόμετρο μετρά το φως παρόμοιο με τον τρόπο με τον οποίο μια φωτογραφική μηχανή τραβά μια φωτογραφία. Το φασματόμετρο τραβάει γρήγορα το φως και παρέχει μια εικόνα (ή γράφημα) της εξόδου φωτός. Το κάνει αυτό αφήνοντας το φως για ένα μικρό χρονικό διάστημα, διασπώντας το εισερχόμενο σήμα και εξαπλώνοντάς το σε μια συστοιχία αισθητήρων που χωρίζει κάθε μήκος κύματος και στη συνέχεια το κλιμακώνει με βάση την ευαισθησία των αισθητήρων και το πλάτος των εισερχόμενων σημάτων.
Τα ραδιομέτρα είναι παρόμοια στο ότι μετρούν την έξοδο/πλάτος των φώτων, αλλά διαφέρουν στο ότι δεν μπορούν να σας πουν ποιο μήκος κύματος εκπέμπεται ή το ατομικό τους πλάτος. Ένα ραδιομέτρο μετρά συνήθως το εισερχόμενο ρεύμα ή τάση από τον αισθητήρα που είναι ανάλογο με το επίπεδο φωτός που φτάνει στον αισθητήρα. Στη συνέχεια, ο μετρητής εφαρμόζει συντελεστή διόρθωσης/βαθμονόμησης στο εισερχόμενο σήμα για να παρέχει βαθμονομημένη μέτρηση στάθμης φωτός. Ο μετρητής παρέχει μια ενιαία ένδειξη για όλα τα μήκη κύματος του φωτός που φθάνουν στον αισθητήρα σε ένα συνδυασμένο αποτέλεσμα.
Το Φασματόμετρο είναι η βασική μονάδα ενός Φασματοδρόμιου. Τα φασματοραμιόμετρα περιλαμβάνουν οπτική εισόδου και βαθμονομήσεις που επιτρέπουν στο φασματόμετρο να λαμβάνει βαθμονομημένη ένδειξη ισχύος, έντασης και ακτινοβολίας/ακτινοβολίας σε οπτικές μονάδες ή lux/nm, αυλούς/nm, watts/nm, W/cm2/sr/nm κ.λπ. Αν και για να είμαστε σαφείς, πολλοί άνθρωποι ανταλλάσσουν τους όρους βαθμονομημένο φασματόμετρο, φασματόμετρο και φασματοφωτόμετρο.
Τα φασματόμετρα έχουν εσωτερικούς αισθητήρες που μπορούν να μετρήσουν στιγμιαία το φως και να διαιρέσουν το εισερχόμενο σήμα σε μια συστοιχία ανιχνευτών που μετρά το σήμα σε μικρές ζώνες ή μεμονωμένα μήκη κύματος με βάση την ανάλυση του συστήματος. (δηλαδή ανάλυση 1 nm, 5 nm ή 10 nm). Αυτό γίνεται μέσω της χρήσης συστοιχιών εικόνας CCD (συνδεδεμένη συσκευή φόρτισης) ή cmos (συμπληρωματικός ημιαγωγός οξειδίου του μετάλλου).
Στη συνέχεια, η βαθμονόμηση εφαρμόζεται σε κάθε μήκος κύματος για τη μετατροπή του σήματος κάθε εικονοστοιχείου σε μετρήσεις σε βαθμονομημένη ένδειξη τόσο του πλάτους όσο και του μήκους κύματος που συνήθως σχεδιάζεται σε ένα γράφημα στην εσωτερική οθόνη ή σε έναν υπολογιστή. Αυτές οι βαθμονομημένο μήκος κύματος και οι ενδείξεις στάθμης φωτός μετατρέπονται στη συνέχεια από πολλούς αλγορίθμους για τον υπολογισμό της θερμοκρασίας χρώματος, του duv και του CRI.
Τα φασματόμετρα πωλούνται συχνότερα για τη μέτρηση της υπεριώδους ακτινοβολίας στο VIS ή το NIR σε μία μόνο σάρωση. Υπάρχουν συστήματα που είναι ικανά να μετρήσουν UVC και καθώς και IR αν και συνήθως η ακρίβεια αυτών των εξωτερικών αλυμάτων κύματος μειώνεται ειδικά για ένα ευρύ σύστημα ζωνών.
Τα φασματόμετρα μπορούν να παρέχουν ένα εξαιρετικά ακριβές βαθμονομημένο μήκος κύματος και ένδειξη στάθμης φωτός υπό την προϋπόθεση ότι το σήμα είναι αρκετά ισχυρό σε όλο το φάσμα που πρόκειται να μετρηθεί. Τα φασματόμετρα έχουν προβλήματα με το αδέσποτο φως και το θόρυβο όταν το σήμα είναι αδύναμο γενικά ή όταν η έξοδος VIS/ NIR είναι σημαντικά ισχυρότερη από την υπεριώδη ακτινοβολία.
Ένα ραδιομέτρο ή ελαφρύμετρο αποτελείται συνήθως από ένα σώμα μετρητών που μετρά το ρεύμα της τάσης από έναν εσωτερικό ή εξωτερικό ανιχνευτή. Ο ανιχνευτής (αισθητήρας ή φωτοδίοδος) έχει σχεδιαστεί για τη μέτρηση μιας συγκεκριμένης ζώνης φωτός, όπως φαίνεται στις παρακάτω καμπύλες ευαισθησίας. (δηλαδή SiC (καρβίδιο του πυριτίου) 215-355, SI (πυρίτιο) 200-1100nm, InGaAs 850-1700 nm...)
Στη συνέχεια προστίθενται φίλτρα στον αισθητήρα για να περάσει το φως που πρόκειται να μετρηθεί και να μπλοκάρει τα ανεπιθύμητα μήκη κύματος από τις μετρήσεις. Ο συνδυασμός φίλτρων αισθητήρων δημιουργεί την επιθυμητή καμπύλη ευαισθησίας, που συχνά ονομάζεται καμπάνα σε σχήμα καμπάνας. Ακολουθούν τρία διαφορετικά φίλτρα που εμφανίζονται στην ίδια φωτο-δίοδο πυριτίου για να δημιουργήσουν 3 διαφορετικές καμπύλες ευαισθησίας για UVA/VIS, UVA και VIS.
Υπάρχουν επίσης φίλτρα που έχουν σχεδιαστεί για να προσφέρουν πιο ομοιόμορφη ευαισθησία σε μια συγκεκριμένη ζώνη, η οποία είναι ιδιαίτερα χρήσιμη για τη μέτρηση led, λέιζερ και άλλων πηγών στενής ζώνης.
Οι αισθητήρες συνήθως βαθμονομούνται στην ένταση αιχμής και μετρούν όλο το φως κάτω από την καμπύλη για να παρέχουν μια συνδυασμένη ανάγνωση σε μονάδες όπως lux, W /cm2, Lumens, Watts, Candela κ.λπ.
Τα ραδιομέτρα προσφέρουν μια πιο απλή λειτουργία και είναι λιγότερο επιρρεπή στο θόρυβο και το αδέσποτο φως όταν φιλτράρονται σωστά. Δεδομένου ότι τα ραδιομέτρα βασίζονται στο φίλτρο για να δημιουργήσουν μια αντιστοιχία με την πηγή φωτός, η διακύμανση των φίλτρων από διαφορετικές κατασκευές ελαφρών μετρητών προσθέτει κάποια δυσκολία κατά τη σύγκριση των αποτελεσμάτων των μετρητών φωτός από διαφορετικούς προμηθευτές. Επίσης, η καμπύλη σχήματος κουδουνιού του φίλτρου μπορεί να αυξήσει το συνολικό σφάλμα για πηγές φωτός που έχουν πολλές κορυφές ή μια κορυφή που δεν βρίσκεται στο κεντρικό μήκος κύματος του φίλτρου. Ορισμένα από αυτά τα σφάλματα μπορούν να διορθωθούν με προσαρμοσμένη βαθμονόμηση μήκους κύματος και αλγορίθμους, ενώ άλλα είναι πολύ δύσκολο να διορθωθούν με ένα μόνο σχέδιο φίλτρου. Πολλά ραδιομέτρα μπορούν να χρησιμοποιηθούν με πολυάριθμους αισθητήρες για να καλύψουν πολλές διαφορετικές ζώνες φωτός όπως UVA, 250-400, VIS κ.λπ.
