Tři generace fotoelektrických článků poháněly ruční i vestavěné expozimetry a každá selhává jinak. Expozimetr je přesný jen tak, jak přesná je jeho buňka, a rozdíl mezi selenem, sulfidem kademnatým a silikonem není jen antikvářskou kuriozitou: rozhoduje o tom, zda lze ručičce věřit v temném interiéru, pod wolframovým světlem nebo těsně poté, co byla buňka minutu namířená na oblohu. Chyba se pak projeví na negativu jako posunuté stíny. Namíříte-li nekorigovaný silikonový expozimetr do wolframem osvětleného pokoje s Tri-X, snímač změří infračervené záření, které film vůbec nezaznamená, doporučí kratší expozici a zóna III světla vám sklouzne dolů k zóně II. To rozhodnutí udělala buňka, ne fotograf.

Selenium: samočinný, laděný na lidské oko, slepý ve tmě

Selenová buňka byla prvním praktickým článkem expozimetru; na začátku 30. let ji uvedli Rhamstine a Weston prostřednictvím Weston Electrical Instrument Corporation a kanonickou podobu získala v sérii Weston Master. Jde o fotovoltaický sendvič: spodní deska ze železa, vrstva selenu a na vrcholu ultratence poloprůhledná zlatá elektroda. Světlo procházející zlatem pohání proud mezi zlatem a železem, který galvanometr čte přímo bez baterie v obvodu. Výstupní proud je úměrný dopadu světla — proto padesát let starý Weston Master stále funguje v čistě mechanickém těle.

Spektrálně se Selenium chová slušně. Odezva vrcholí v zelené oblasti kolem 560 až 570 nm, mírně posunutá k červené od funkce fotopického jasového vnímání, která vrcholí na 555 nm. Tato blízkost způsobuje, že Selenium ignoruje infračervené záření, a byla důvodem „odpouštějících” denních odečtů, jimiž byly tyto expozimetry proslulé; článek z roku 1949 v J. Sci. Instrum. o spektrálních korekčních filtrech pro Selenium potvrdil, že odezva je fotopické blízká natolik, že stačí jen mírná skleněná korekce.

Slabinou je citlivost. Na Weston Master III pokrývá světlá oblast hodnoty 25 až 1600, tmavá oblast 0,2 až 50, ale pod hodnotou ručičky přibližně 10 se dílky škály stísní a stanou nečitelnými. To je praktický spodní limit: selenový expozimetr zvládne s vypětím světlo domácího interiéru, svíčky ani měsíčního světla nezaregistruje vůbec. Stárnutí situaci zhoršuje. Tenká zlatá elektroda a těsnění se v průběhu desetiletí zhoršují a buňka trpí světelnou únavou, takže staré selenové buňky driftují dolů a čtou méně. Expozimetr, který doporučuje o půl clonového čísla (stop) více expozice než sousední přístroje, má obvykle unavenou selenovou buňku — není to kalibrace, které by šlo věřit.

Sulfid kademnatý: dostatečně citlivý pro TTL, ale s pamětí

Buňka ze sulfidu kademnatého (CdS) je fotoodpor: jeho odpor klesá s rostoucím světlem, takže ke čtení potřebuje baterii pro napájení můstkového obvodu. Výsledkem je citlivost daleko přesahující Selenium a rozměr dostatečně malý pro umístění uvnitř fotoaparátu. Proto Asahi Pentax Spotmatic z roku 1964 — patřící k prvním sériově vyráběným fotoaparátům s měřením přes objektiv, po Topcon RE Super z roku 1963 — použila dvojici CdS buněk za hranolem, a proto CdS v průběhu 60. let vytlačilo Selenium pro TTL měření a práci při dostupném světle.

CdS má šíři zakázaného pásu blízkou 2,42 eV, což dává spektrální maximum kolem 515 nm a použitelnou odezvu přibližně od 515 do 730 nm, těsně odpovídající lidskému oku. Má však dvě chyby. První je rychlost: maximální doba spektrální odezvy je přibližně 100 ms a k tomu přistupuje paměťový efekt. Odpor závisí na předchozí světelné historii buňky; po přechodu ze světla do tmy může trvat 30 sekund až několik minut, než buňka správně změří tmu, a vysoce citlivé typy driftují i hodiny. Pokud expozimetr změříte na osvětlené ulici, vstoupíte do průchodu a okamžitě odměříte, buňka si slunce ještě napůl pamatuje, hlásí příliš mnoho světla a podexponuje stíny o clonové číslo (stop) nebo více, než se ustálí. Skladování expozimetru před použitím ve světle místo uzavřeného v tmavé tašce zpoždění zkrátí.

Některé expozimetry používaly místo toho selenid kademnatý (CdSe), s maximem dále v červené oblasti na 690 až 730 nm a rychlejší odezvou 10 ms pro větší dosah při slabém osvětlení, ale odpor CdSe je mnohem citlivější na teplotu než CdS, takže tento zisk přišel za cenu nestability v chladu nebo horku.

Druhou vadou CdS je napájení. Můstkové obvody byly kalibrované na konstantní napětí 1,35 V baterie PX625 nebo PX13 ze rtuti, přičemž mnoho expozimetrů nemělo žádnou regulaci napětí. Vložíte-li do zdířky alkalickou baterii 1,5 V, odečet se posune přibližně o půl až jedno clonové číslo (stop). Prodej rtuťových baterií byl v roce 1996 zakázán z důvodu toxicity, takže každý zdědný CdS expozimetr na PX625 nyní funguje na náhražkách: používejte zinkovzdušný článek 1,35 V nebo adaptér, ne holou alkalickou baterii, jinak přesnost buňky zmizí dřív, než se paměťový efekt vůbec prosadí.

Silikon: rychlý, lineární a hladový po infračerveném záření

Silikonová fotodioda je fotovoltaická, ale generuje daleko méně napětí než Selenium, takže závisí na zesilovači a baterii. Výměnou za to odpovídá v mikrosekundách, nemá měřitelný paměťový efekt a zůstává lineární v velmi širokém rozsahu. Rychlost je rozhodující pro blesk: záblesk trvá zlomek milisekundy a CdS buňka se svými 100 ms prodlevou ho fyzicky nemůže integrovat, zatímco silikonová buňka zaznamená celý záblesk. Gossen zabudoval silikonovou modrou buňku (silicon-blue) do Profisix a Luna-Pro SBC v roce 1977 a Lunasix F / Luna-Pro F z roku 1981 přidal měření blesku právě na základě té rychlosti odezvy. Silikon vytlačil CdS ve většině expozimetrů do konce 80. let.

Slabinou je spektrum. Holý silikon odpovídá přibližně od 200 nm v ultrafialové oblasti až po přibližně 1100 nm, s vrcholem citlivosti hluboko v blízkém infračerveném pásmu, obvykle kolem 850 až 980 nm a kolem 0,4 až 0,7 A/W — daleko za tím, co panchromatický film zaznamenává jako jas. Bez korekce přeměří jakýkoliv zdroj bohatý na infračervené záření, nejhůře wolframové světlo. Řešením je integrovaný korekční filtr barev, který odřízne infračervené záření a přetvaruje odezvu směrem k fotopickému vnímání; výsledek se prodává jako silicon-blue buňka (SBC) nebo SPD. Řeší stejný problém shody s fotopickým vnímáním, kterým se zabývala literatura o selenových filtrech, ale opačnými prostředky: zatímco Selenium potřebovalo jen lehkou filtraci k přidání korekce, silikon vyžaduje agresivní filtraci k odebrání svého infračerveného apetitu. Silikonový expozimetr je přesný jen tak, jak přesný je tento filtr.

Volba podle způsobu selhání

Přiřaďte buňku k úloze a k selhání, které nemůže ovlivnit. Pro denní krajinu čtou Selenium i silicon-blue buňka spolehlivě; Selenium nepotřebuje baterii a infračervené záření ignoruje přirozeně. Pro temný interiér při dostupném světle sáhněte po CdS nebo silikonu kvůli citlivosti, ale dejte CdS 30 sekund až několik minut, aby zapomněl světlejší scénu, ze které jste přišli. Pro blesk poslouží jedině silikon; Selenium i CdS jsou příliš pomalé, aby záblesk zachytily. U zděděného nebo starého expozimetru nejprve nedůvěřujte Seleniu kvůli úbytku odečtů a zkontrolujte, jakou baterii CdS přístroj očekává, než uvěříte jedinému odečtu. Pod wolframovým světlem důvěřujte filtru SBC před holou silikonovou buňkou, jinak podexponujete stíny o to clonové číslo (stop), které vynalezlo infračervené záření. Znát, která buňka sedí za ručičkou, vysvětluje většinu neshod mezi dvěma expozimetry namířenými na tutéž scénu.