Прилад, що використовується для вимірювання освітлення. Люксметр прилад для вимірювання світла. Прилади для визначення рівня освітленості та методика його визначення

Поверхневу щільність світлового потоку, що подає на освітлювану площину - освітленість, вимірюють за допомогою люксметрів типу Ю116 або Ю117. Вони є міліамперметром і фотоелементом (рис. 3.3.1). Фотоелемент складається із сталевої пластини, на яку нанесений світлочутливий шар селену. На поверхню селену напилено найтонший (5 нм) напівпрозорий шар золота або платини. Між цими двома шарами утворюється так званий «замикаючий шар» з односторонньою провідністю. Сталева пластина та напівпрозорий шар є двома електродами.

Рис. 3.3.1 Люксметр Ю-116

При освітленні фотоелемента між цими електродами виникає фотострум, пропорційний падаючого світлового потоку. Величину фотоструму реєструє міліамперметр, проградуйований в люксах (лк).

Принципова схема об'єктивного люксметра показано на рис. 3.3.2.

Рис. 3.3.2 Принципова схемалюксметра з селеновим фотоелементом

Використовується в лабораторної роботилюксметр має дві шкали з максимальними значеннями 30 та 100 лк. Для збільшення меж вимірювання люксметр забезпечений світлофільтрами з коефіцієнтами 10, 100 та 1000.

Прилади, що використовуються для вимірювання, повинні проходити або державну перевірку, або метрологічну атестацію.

Вимірювання показника освітлення у виробничому приміщенні повинно проводитись на робочих місцях відповідно до характерного розрізу приміщення та за умовною робочою поверхнею. За наявності кількох робочих поверхонь показники освітлення вимірюються кожної з них. За наявності протяжних робочих поверхонь на кожній з них має бути обрано кілька контрольних точок, що дозволяють оцінити різні умови освітлення. Вимірювання у кожній точці слід проводити не менше двох разів, отримані результати необхідно усереднювати.

Вимірювання природної освітленості можуть проводитися лише за суцільної рівномірної хмарності (просвіти відсутні). Для визначення КЕО проводиться одночасний вимір освітленості всередині приміщення та зовнішньої освітленості на горизонтальному майданчику під повністю відкритим небозводом (наприклад, на даху будівлі або на іншому піднесеному місці). Вимірювання проводяться двома спостерігачами, оснащеними люксметрами та хронометрами.

При роботі з люксметром необхідно дотримуватися таких умов:

приймальну пластину фотоелемента розміщувати на робочій поверхні у площині її розташування (горизонтальної, вертикальної, похилої);

при вимірі виключати потрапляння випадкових тіней від людини та обладнання, якщо робоче місцезатінюється у процесі роботи самим робочим чи виступаючими частинами устаткування, то освітленість слід вимірювати у цих реальних умовах;

не допускати встановлення вимірювача на металеві поверхні.

3.4 Порядок проведення роботи та оформлення результатів вимірювань

3.4.1 Виміряти освітленість для вибраних контрольних точок робочої поверхні приміщення. Одночасно виміряти зовнішню освітленість

Увага!Щоб уникнути виведення з ладу приладу, початковий вимір освітленості проводити зі світлофільтром. Перемикач меж вимірювання встановити в положення "100 лк".

Виміряна освітленість окреслюється добуток показання люксметра коефіцієнт світлофільтра.

3.4.2 Результати вимірювань занести до бланку звіту.

3.4.3 Визначити фактичні значення КЕО за формулою

,

де
– освітленість усередині приміщення у точці заданої площини, лк;

-Освітленість зовні приміщення, лк.

3.4.4 Результати розрахунків занести до бланку звіту.

3.4.5 За даними розрахунку побудувати графік зміни КЕО у контрольних точках.

3.4.6 Визначити нормоване значення КЕО для приміщення лабораторії за формулою

, %,

де N –номер групи адміністративних районів щодо забезпеченості природним світлом (приймається за таблицею 3.4.1);

– табличне значення КЕО (приймається за таблицею 3.2.1 залежно від розряду зорової роботи та виду природного освітлення: бічне, верхнє або комбіноване);

– коефіцієнт світлового клімату (приймається за таблицею 3.4.2 залежно від номера групи адміністративних районів, розташування та орієнтації світлових отворів з обох боків горизонту).

3.4.7 Результати розрахунку занести до бланку звіту та нанести на графік зміни КЕО у контрольних точках.

3.4.8 Провести аналіз результатів визначення КЕО:

В даний час існують технічні можливостідля виміру практично всіх відомих фізичних величин. Це повною мірою стосується й питань світлотехніки, оскільки штучне світло широко використовується у повсякденному житті. Він може бути занадто тьмяним, з високим коефіцієнтом пульсацій, що негативно впливає на зір і загальний стан здоров'я людини. Для того, щоб своєчасно уникнути негативних наслідків, застосовується спеціальний прилад вимірювання освітленості - люксметр.

За допомогою люксметра можна точно встановити світлові характеристики та відрегулювати потрібні параметри до заданих величин. Тому потрібно знати не тільки загальний пристрій, а й принцип роботи цього пристрою, щоб усі виміри виконувались правильно та точно.

Світловий потік та освітленість

Перш ніж говорити про виміри, необхідно насамперед уточнити основні поняття світлотехнічних величин. Досить часто зустрічаються розбіжності у термінології, коли освітленість ототожнюється з .

Це зовсім різні величини, хоч і пов'язані між собою певним чином. Наприклад, світловий потік характеризує той чи інший елемент освітлення та стосується саме цього джерела світла. Одиницею виміру служить люмен, що представляє силу світла, потужністю в одну канделу, розташовану в рамках кута тілесного в 1 стерадіан.

Освітленість у свою чергу утворюється від першої величини, оскільки вона є світловим потоком, що впливає на одиницю площі. Для визначення цієї величини існує спеціальна одиниця - люкс, отримана в результаті освітлення світловим потоком 1 люмен будь-якої поверхні, площею 1 м2. Таким чином, освітленість не пов'язана безпосередньо з джерелом освітлення, а співвідноситься з довкіллям.

На відміну від світлового потоку, що є постійною величиною, параметри освітленості в різних точках приміщення відрізнятимуться під впливом певних місцевих умов:

• Чисельність світильників, що розташовані біля місць, де проводяться виміри.
• Тиск світла, що виробляється усіма приладами освітлення.
• Дистанція до світлових пристроїв.
• Здатність поверхонь, розташованих у приміщенні, до віддзеркалення світла.

Для виконання вимірів освітленості існує спеціальний вимірювальний апарат - люксметр, що широко застосовується в побуті та на виробництві.

Де застосовується люксметр

Грецьке слово "люкс" означає світло, тому прилад, що вимірює освітленість, називається люксметром. Цей вимірювальний пристрій використовується як у внутрішньому просторі приміщень, так і на відкритому повітрі. Для чого потрібен цей прилад і навіщо взагалі проводити виміри освітленості?

Вченими давно доведено, що дія слабкого або навпаки надто сильного світла негативно впливає на головний мозок, викликаючи негативну реакцію та інших органів. Недостатнє освітлення у приміщеннях призводить до зниження працездатності, з'являється сонливість, увага розсіюється. Надто яскраве освітлення збудливо діє нервову систему. На виробництві, та й у побуті такий стан організму нерідко стає причиною побутового травматизму та нещасних випадків.

У зв'язку з цим серед багатьох заходів з охорони праці важливу роль відіграє перевірка освітленості робочих місць. Існує спеціальний ГОСТ Р 55710-2013, що визначає нормативи для різних типіввиробничих та інших приміщень у люксах (лк). Наприклад, показник освітленості для офісів становить середньому 200-300 лк.

Люксметри широко використовують і в інших областях. З їх допомогою вимірюється, контролюється та підтримується необхідний рівень освітленості для рослин, які вирощуються у тепличних умовах. Справа в тому, що ступінь яскравості світла безпосередньо впливає на фотосинтез, за ​​допомогою якого здійснюється вироблення рослинами поживних речовин з вуглецю повітря. На правильне зростання та розвиток культур впливають освітленість і температурний режим. Більшість рослин найбільш оптимальними умовами вважається помірне освітлення.

Принцип роботи

У кожному люксметрі використовується фотоелемент. Він виконаний у вигляді напівпровідникового пристрою, в якому відбувається передача енергії від світлових квантів до електронів, що призводить до електроструму. Ступінь освітленості в точці знаходження фотоприймача знаходиться у пропорційній залежності із силою цього струму.

Конструкція люксметра доповнюється різними типами індикаторів. При використанні цифрового елемента електричний струм перетворюється оптико-електронним конвертором і відображається як показання на дисплеї. В іншому випадку перетворення струму здійснюється за допомогою , що приводить в дію стрілку аналогового покажчика. Конструктивно індикатор та фотоелемент пов'язані між собою загальним провідником та розташовуються в одному корпусі.

У деяких моделях ці деталі можуть розміщуватися окремо одна від одної. Моноблочний пристрій має меншу вагу і вважається зручнішим, тому його використовують при необхідності швидких та оперативних вимірів освітлення. Для важкодоступних місць краще підійдуть люксметри з фотодатчиком, підключеним окремо до основної конструкції.

Характеристики приладів testo 540 та 545

Серед багатьох вимірювальних пристроїв слід звернути увагу на модель цифрового люксметра «testo 540» німецького виробництва. Завдяки своїм якостям і технічним характеристикам цей прилад для вимірювання освітленості завоював визнання багатьох російських користувачів.

Він виконаний у вигляді моноблочної конструкції з фотоелементом, інтегрованим безпосередньо у корпус. Відсутність з'єднувального дроту робить користування ним зручнішим, оскільки виконання вимірів досить однієї руки.

Конфігурація та розміри люксметра можна порівняти з мобільним телефоном. Усі показання відображаються на рідкокристалічному дисплеї, а вся клавіатура складається із трьох кнопок.

1. Перша кнопка служить для включення та вимкнення;
2. Друга - для вибору системи та одиниць виміру;
3. Третя – для збереження отриманих результатів.

Вимірювання освітленості можуть виконуватися в межах від 0 до 100 тис. лк. Пристрій дуже простий у використанні і може застосовуватися практично у будь-якій сфері повсякденного життя.

Більш досконалим приладом вважається професійний вимірювач - люксметр "testo 545", в якому світлоприймач та електронний блок розташовуються окремо, з'єднуючись провідником. Він відрізняється значно великою кількістюфункцій і дозволяє використовувати різні методивимірів. У пам'яті може зберігатися до 99 місць вимірювання і до 3000 отриманих результатів. При підключенні до комп'ютера з'являється можливість створити об'ємний графік освітленості для окремого приміщення, а отримані відомості надрукувати на принтері.

Як виміряти освітленість за допомогою приладу

Перед проведенням вимірювань необхідно налаштувати прилад. З цією метою виконуються такі дії:

• Насадки, що встановлюються на фотоприймачі, повинні мати максимальне світлопоглинання. Після цього потрібно включити праву кнопку, що відповідає максимальній освітленості до 100 тис. лк. Якщо індикатор або стрілка не реагують, вмикається ліва кнопка, Налаштована на освітленість до 30 тис. лк.
• При подальшій відсутності реакції, фільтр фотоприймача слід замінити прозорішим, після чого повторити включення в такій же послідовності. Заміну фільтрів необхідно продовжувати доти, доки індикатор не почне реагувати на увімкнення. У всіх випадках необхідно уникати надмірного освітлення фотодатчика, оскільки це може вплинути на точність отриманих результатів вимірювань.
• Для проведення вимірів допускаються люксметри зі спектральною похибкою понад 10%, якщо при цьому використовується коефіцієнт поправки, пов'язаний зі спектральним складом конкретного джерела світла.
• Кожен люксметр повинен пройти атестацію щодо отримання метрологічного свідоцтва.

До того як проводиться вимірювання освітленості всі лампи, що перегоріли, повинні бути замінені, а самі світильники очищені. З приміщень потрібно прибрати всі меблі та обладнання, шибки у віконних отворах вимиваються начисто. Попередньо у плані приміщення в районі робочих місць наносяться контрольні точки, на яких вказуються розміщені світильники. Контрольні точки для аварійного освітлення зазначаються відповідно до спеціальних норм.

Безпосередній вимір освітленості виконується так:

• Прилади встановлюються у точці вимірювання у горизонтальному положенні. При вимірі освітлення робочого місця фотодатчик прямує у бік джерела світла.
• Далі пристрій переводиться в режим вимірювання за допомогою потрібної кнопки.
• На дисплеї з'явиться результат.

Доброго дня читачів ресурсу. Сьогодні в огляді йтиметься про прилад здатний виміряти ступінь освітленості площі, тобто параметр, який важливий людському погляду. На всіх світлових приладах і лампах ми постійно бачимо різні цифри, якими виробники хизуються і намагаються переконати, що саме їх товар кращий за інші. Але хитро замовчуються деталі: в яких умовах, з якого боку і з якої відстані були зроблені всі ці виміри для упаковки. Хто хоче розібратися, прошу під кат.

Навіщо мені знадобився такий прилад загалом? Почалося все з ідеї замінити все освітлення на світлодіодне, не лише у себе вдома, а й на роботі. Купивши пару світлодіодних ламп у місцевих магазинах, я відверто був незадоволений кількістю світла від них. Лампи на яких гордо красувалося 10W=100W ледве висвічували половину від голосно заявлених показників, при цьому ціна такої лампи була близько 10 доларів. Є, звичайно, один виробник з місцевих магазинах, який робить дійсно чесні світлодіодні лампиале ціна кусається. У місцевий магазин повернути товар досить легко не сподобалося приніс назад - отримав гроші, принаймні великих мережахіз цим проблем немає.
Став я шукати заміну дешевшу, але з тією ж якістю у Китаї. Раніше всі питання з неякісним ламп вирішувалися фотографіями вимірів потужності і я завжди виграв у суперечках і мабуть не тільки я. Але через деякий час китайці стали хитрішими і почали різноманітними способами збільшувати споживану потужність ламп, але при цьому рівень світлового потоку залишався, як і раніше, дуже поганим. Внаслідок цього виникла необхідність вимірювання саме кількості світла на одиницю площі.

Вибрав цю модель через виносний датчик і через ціни. Правда, щоб скористатися купоном довелося вчинити трохи не чесно, наприкінці огляду розповім докладніше.

Загальний вигляд

Усередині сумочка на блискавці з петлею для ременя, щоб на пояс можна було повісити. Між стінами швидше за все м'який паролон.

Усередині в кишені покладено основний блок і виносний датчик, зверху валялася інструкція.


В інструкції вказано технічні характеристикита норми щодо освітлення для приміщень різного призначення.




Сам люксметр виглядає приблизно ось так:

Трохи докладніше:

Основний блок з екраном та перемикачем градацій вимірювання. Так як на екрані всього 4 цифри, щоб відобразити більші значення застосовуються множники х100х1000. Літера Н - це положення Hold, щоб зафіксувати виміряне значення.




Сам прилад живиться від 9В батарейки з назвою «крона». Батарейка, як і обіцяно, в комплект не входить і була витягнута з мультиметра.

Світлочутливий модуль.
Є світловим датчиком, закритим білою пластиковою напівсферою. Щоб не подряпався і не забруднився, пластик датчик закривається кришечкою. Кришечка може загубитися і її завбачливо повісили на ланцюжок. Загалом подбали про все, і мені такий підхід сподобався.

Вимірювання

Трохи згадаємо шкільний курс фізики:
Світловий потік характеризує джерело світла, а освітленість – поверхню, яку падає світло. Освітленість вимірюється в люксах (Лк). Джерело світла зі світловим потоком в 1 Лм, що рівномірно висвітлює поверхню площею 1 кв.м, створює на ній освітленість в 1 Лк. Тобто Люкс – це співвідношення кількості люмен і площі, що освітлюється.
1 люкс = 1 люмен на метр квадратний.

Подальші виміри зроблені в показових цілях і значення перевищуватимуть дійсні. Наскільки я правильно зрозумів, щоб досягти точніших показників необхідно міряти світловий потік з відстані 1 м. Я міряв або впритул або на відстані 30 см.
Прошу у коментах знаючих людейпросвітити на якійсь віддаленості від джерела необхідно робити виміри.

Перший кандидат LED лампа із чесним світлом 1200 люменів. Вийшло аж 2290 люкс з відстані приблизно 40 см.

Люмінесцентна лампа T8 потужністю 18 W через пластиковий ковпак при вимірах з відривом 10 см видала 1920 люкс.

Та й стрес-тест світлодіодним ліхтариком на діоді Q5. Звичайно тут світло зведено в пучок і об'єктивної оцінки цей вимір не несе. Хотілося просто побачити, чи зможе прилад виміряти сильний світловий потік. Ліхтарик видавив із приладу 17770 люксів.

Як пристрій працює живою ви можете побачити в короткому відеоогляді:

На закінчення скажу, що якість виготовлення приладу мені дуже сподобалося. Щоб розібратися яка похибка вимірювань, треба порівняти його з повіреним аналогічним пристроєм, на жаль такої можливості у мене немає. Ще так само треба розібрати як правильно робити вимірювання, особливо яка відстань потрібна до джерела для точного виміру. Сподіваюся дізнатися про це з ваших коментарів.
Головний плюс, що тепер у мене виник ще один аргумент проти хитрих китайських лампо-виробників.

Товар купив за свої кревні використовуючи купон для нових користувачів NEWORDER8, який неодноразово згадувався в різних оглядах. Довелося зареєструвати новий акаунт, Але китайців мабуть цей факт ніяк не бентежить. Так що думаю щоразу можна чинити так само;)