Принцип работы прибора для измерения освещенности

Популярные модели

Стандартные

МЕГЕОН 21550.

МЕГЕОН 21550

Модель изготовлена в виде моноблока. Люксметр компактный, замер проводится одной рукой. Дисплей оснащен подсветкой, интерфейс простой и понятный. Автоматически находит нужный диапазон измерений. Работает при температурах от 0 до 40⁰С. Есть функция автоматического выключения. Не внесен в госреестр средств измерений.

Диапазон измерений: 0- 200000 лк.

Погрешность: 3% для измерений до 10000 лк; 4% свыше 10000 лк.

Габаритные размеры: 53×37×165 мм.

Вес: 145 г.

Цена: от 2200 рублей.

МЕГЕОН 21010.

МЕГЕОН 21010

Модель с выносным датчиком и специальной интегральной схемой, которая обеспечивает высокую точность измерений и минимальную погрешность. Работает при температурах от 0 до 40⁰С. Не внесен в госреестр средств измерений.

Диапазон измерений: 0 — 50000 лк.

Погрешность: 5%.

Габаритные размеры: 68×28×116 мм.

Вес: 170 г.

Цена: от 3300 рублей.

СЕМ DT-1300 481639.

СЕМ DT-1300 481639

Простая, легкая, удобная модель с выносным датчиком. Удобный дисплей. Не внесен в госреестр средств измерений. Нет подсветки дисплея. Диапазон измерений задается ручкой.

Диапазон измерений: 0 — 50000 лк.

Погрешность: 5% для измерений до 10000 лк; 10% свыше 10000 лк.

Габаритные размеры: 64,5×24,5×188 мм.

Вес: 160 г.

Цена: от 2700 рублей.

Профессиональные

Testo 540.

Testo 540

Модель изготовлена в виде моноблока. Сенсор оснащен особым спектральным чувствительным глазом для высокой точности измерений. Подходит для измерений в закрытых пространствах. Внесен в госреестр средств измерений. Работает при температурах от 0 до 50⁰С. Удобный дисплей, понятный интерфейс, встроенная память.

Диапазон измерений: 0 — 99999 лк.

Погрешность: 3%.

Габаритные размеры: 46×25×113 мм.

Вес: 160 г.

Цена: от 11500 рублей.

СЕМ DT-8809A 481929.

СЕМ DT-8809A 481929

Модель с выносным датчиком. Удобный дисплей. Длинный кабель — 150 см. Автоматическое выключение. Подключение к компьютеру через USB, встроенная память. Для нестандартных источников света не нужны дополнительные вычисления. Автоматическая коррекция при косых лучах света. Не внесен в госреестр.

Диапазон измерений: 0 — 400000 лк.

Погрешность: 3,5% для измерений до 10000 лк; 4% свыше 10000 лк.

Габаритные размеры: 80×40×170 мм.

Вес: 390 г.

Цена: от 10000 рублей.

Radex LUPIN.

Radex LUPIN

Моноблок, можно носить с собой на ремешке. Легкий, компактный. Встроенная дополнительная функция пульсметра. Простой интерфейс. Особый датчик с коррекцией под спектральную чувствительность глаза и специальными фильтрами. Аккумулятор встроенный. В госреестр не внесен. Диапазон рабочих температур: -10⁰С + 40⁰С.

Диапазон измерений: освещенность 10 — 200000 лк; яркость 3-70000 кд/м2; коэффициент пульсации 1-100%.

Погрешность всех измерений: 10%.

Габаритные размеры: 42×17×101 мм.

Вес: 50 г.

Цена: от 5000 рублей.

Измерение цветовых характеристик источников оптического излучения

Общая концепция построения приборов

Приборы ООО «НТП «ТКА» для определения цветовых характеристик источников (спектроколориметры) основаны на измерении спектрального состава оптического излучения с последующей математической обработкой результатов.

Координаты цвета источников определяются значениями трех интегралов, взятых в пределах видимого спектра:

где Феλ(λ) — спектральная плотность потока излучения; x‾(λ),y‾(λ),z‾(λ) — удельные координаты цветности.

Координаты цветности рассчитываются:

Фотоприемное устройство спектроколориметра показано на рис. 16.

Излучение исследуемого источника, пройдя отделение для формирования пространственной характеристики (1), попадает в диспергирующее устройство. Устройство представляет собой полихроматор (2) с регистрацией разложенного излучения фотодиодной линейкой (3). Рабочий спектральный диапазон обусловлен характером поставленных задач.

При определении коррелированной цветовой температуры спектральная плотность энергетической светимости Меλ (Вт·м3) абсолютно черного тела (АЧТ) определяется в соответствии с законом Планка по формуле:

Координаты цвета АЧТ при данной температуре Т рассчитываются по формулам (17). Затем применяется переход от системы цветовых координат х, у МКО 1931 г. в более равноконтрастную систему u’, v’ МКО 1976 г. по следующим формулам:

Такой же пересчет цветности производится для исследуемого источника излучения. Затем определяется массив координат цветности АЧТ и соответствующий массив температур.

Минимальное расстояние в пространстве u, v между точкой цветности исследуемого источника (u0’, v0’) и точками цветности массива линии АЧТ (ui’, vi’) (рис. 17) определяется по формуле:

Рис. 17. Линия АЧТ в системе цветовых координат u’,v’ jj

Разработанный спектроколориметр «ТКА-ВД» предназначен для определения спектрального состава источника оптического излучения с последующим вычислением цветовых координат в выбранной системе координат (рис. 18). Оптическая схема прибора представляет собой полихроматор на дифракционной решетке с регистрацией разложенного излучения фотодиодной линейкой. Рабочий спектральный диапазон прибора (380–760) нм. Диапазон линейности сигналов достигает шести порядков. В зависимости от конфигурации входного устройства прибор работает как в режиме яркомера, так и в режиме измерения освещенности. Спектральное разрешение прибора не превышает 3 нм.

Рис. 18. Внешний вид спектроколориметра «ТКА-ВД»

Виды приборов

Оборудование делится на несколько групп в зависимости от конструктивных особенностей и компоновки основных модулей. Все варианты обеспечивают необходимую точность измерений и подбираются под определенные условия использования.

По типу табло

Тут есть две основные разновидности:

1. Аналоговые варианты имеют табло в виде шкалы со стрелкой. Они отличаются простотой, невысокой ценой и надежностью. Обычно такие приборы работают много лет, но при этом не отличаются высокой точностью.
2. Цифровые люксометры на порядок сложнее и дороже. Но при этом могут измерять показания вплоть до десятых долей люксов. Этот вариант применяется чаще всего.

По расположению фотоэлемента

По этому признаку также выделяют два вида приборов:

1. Моноблоки. В них фотоэлемент встроен в корпус оборудования. Обычно они имеют небольшие размеры и хорошо подходят тем, кто делает много замеров. Чаще конструкция имеет удлиненную форму, линза расположена в верхней части, а табло и элементы управления под ней.
2. Модели с выносным индикатором представляют собой корпус и фотоэлемент на гибком кабеле длиной около полуметра. Они удобны для замеров в труднодоступных местах, несложно разместить фотоэлемент даже в ограниченном пространстве.

Выносной индикатор обеспечивает простоту измерений в любом месте.

Есть моноблоки, в которых при необходимости можно отсоединить датчик и использовать его как выносной.

По функционалу

Приборы отличаются по техническим возможностям и делятся на три группы:

1. Стандартные. Самые простые и дешевые, работают быстро, измеряют только уровень освещенности. Погрешность измерений может быть достаточно большой.
2. Полупрофессиональные. Точность на порядок выше. Кроме освещенности могут проверять пульсацию света, его яркость и некоторые другие параметры. Часто используются на предприятиях.
3. Профессиональные, дорогие и точные. В них встроен процессор, который самостоятельно рассчитывает множество параметров, вычисляет среднюю освещенность. За счет памяти результаты сохраняются. Самые продвинутые модели в реальном времени передают данные на компьютер по беспроводной сети. Дополнительные светофильтры позволяют добиться высокой точности результатов.

Профессиональное оборудование отличается высочайшей точностью.

По другим параметрам

Можно выделить еще несколько особенностей, по которым различают люксметры:

1. Материал корпуса. Чаще всего это пластик с рельефной поверхностью или же эргономичный вариант, он хорошо ложится в руку. Во многих использована резиновая накладка для улучшения хвата и защиты от падений.
2. Тип питания. Обычно в приборах устанавливают встроенный аккумулятор, который заряжается устройством, идущим в комплекте. Более простые модели работают от батареек, их нужно время от времени заменять.
3. Размер и вес. Бытовые варианты небольшие и весят немного, имеют компактные размеры. Более продвинутые модели на порядок больше, но и они редко весят более 500 г.

Типовая освещённость, примеры

Мощность потока солнечного излучения на входе в атмосферу Земли составляет около 1366 ватт на квадратный метр.

Грубо говоря, освещённость в 100 люкс (а точнее 98,83 люкс) приблизительно соответствует мощности потока солнечного излучения 1 Вт/м². Это даёт возможность, используя люксометр, примерно определять мощность потока солнечного излучения в конкретном месте в конкретное время.

Под прямыми солнечными лучами мощность потока солнечного излучения составляет примерно 320-ть Вт/м² и более (зависит от высоты Солнца над горизонтом и широты места).

А в тени в ясный солнечный день мощность потока солнечного излучения составляет примерно 100 до 250-ти Вт/м².

Используя люксометр, нужно помнить, что для успешного фотосинтеза растениям нужна освещённость не менее 20000-ч люкс. Солнце при безоблачной погоде создаёт такую освещённость практически круглый год, а с марта по сентябрь в средней полосе России и значительно бОльшую освещённость.

Меряйте люксометром освещённость растений на подоконниках, в парниках, в теплицах, на грядках, …, чтобы иметь объективные показатели и не полагаться на русские Авось, Небось и Как-нибудь.

Люксометр, конечно, не является совершенно необходимым прибором, но его польза для получения объективной оценки освещённости растений (да и животных, а также солнечных батарей) в экопарке лично для меня очевидна и не требует дополнительных доказательств.

. Критику и обмен опытом одобряю и приветствую. В хороших комментариях сохраняю ссылку на сайт автора!

И не забывайте, пожалуйста, нажимать на кнопки социальных сетей, которые расположены под текстом каждой страницы сайта. Продолжение тут…

Для измерения уровня светового излучения и фактической освещенности окружающего пространства используют люксметр – специализированный электронный прибор.

Различают несколько видов этого измерительного устройства, каждый из которых имеет свою погрешность, чувствительность к конкретным спектральным излучениям.

Для чего нужен люксметр, его принцип работы, характеристики и особенности выбора – обо всем этом далее.

Стрелочный измеритель

Итак, чтобы измерить освещенность рабочего места стрелочным люксметром нужно:

Расположить прибор в горизонтальном положении, направив фотоэлемент в сторону источника освещения. Установить подходящую насадку на фотоэлемент. Снять показания, нажав левую либо правую кнопку, в зависимости от ситуации. Левая кнопка позволяет считать показания с нижней шкалы (до 30 Лк), а правая с верхней (от 0 до 100 Лк)

Помимо этого у каждой насадки свой коэффициент ослабления светового потока, поэтому важно учитывать и этот момент, о котором доходчиво рассказывается в видео уроке, предоставленном ниже (модель Ю-116):

Также при использовании измерителя вы должны учитывать несколько важных требований:

• на фотоэлемент не должна падать тень;
• перед работой стрелка должна находиться на нуле, если это не так, с помощью корректора установите ее на нулевое положение (для этого понадобится отвертка);
• источники электромагнитного излучения, находящиеся вблизи люксметра, могут создавать помехи, а соответственно и погрешности в измерениях, поэтому требуется убрать их на время замеров;
• если с установленными насадками освещенность, отображаемая на табло, менее 30 Лк, необходимо снять насадки и использовать измеритель с открытым фотоэлементом.

Вот и вся инструкция по эксплуатации стрелочного измерителя освещенности. Как вы видите, нет никаких сложностей в измерении. Главное — учитывать предоставленные рекомендации и требования.

Устройство и принцип работы

Основным рабочим узлом является фотоэлемент полупроводникового типа. За счет его энергия от световых квантов передается электронам. Образованный таким образом электрический поток может преобразовываться двумя способами.

В аналоговых приборах за счет гальванометра, который вызывает движение стрелки, это позволяет снять показания. В цифровом оборудовании использован оптико-электронный конвертер. Он оцифровывает данные и выводит их на дисплей.

Аналоговые варианты сейчас используются редко.

По сути, конструкция всегда состоит из датчика и преобразователя. Все измерения осуществляются в люксах. Диапазон широкий – от десятых долей до сотен тысяч Лк.

Материал

Чаще всего корпус изготавливается из ударопрочного пластика. Его качество зависит от сырья и стоимости прибора, в дорогих моделях материал долговечный, все элементы точно подогнаны друг к другу.

Также нередко на корпусе установлены прорезиненные накладки, которые делают хват удобнее и исключают выскальзывание прибора из рук. Как правило, эргономика тщательно продумывается для обеспечения наибольшего комфорта.

В вариантах с раздельной компоновкой фотодатчик находится в отдельном корпусе, который защищает его от ударов. Элементы соединены витым проводом в износостойкой изоляции.

Вес и размеры

Обычно масса оборудования не превышает 500 г. Самые компактные варианты весят чуть больше 100 г, что упрощает хранение и переноску и обеспечивает удобство пользования.

Что касается размеров, они меняются в широких пределах. Высота обычно составляет от 8 до 20 см, в то время как ширина может быть от 5 до 8 см при толщине 2-4 см. В раздельных компоновках надо учесть и фотоэлемент, который обычно имеет небольшие размеры.

Компактный вариант легко уместится в кармане.

Точность, погрешность и поверка

Первичную поверку всего внесенного в Государственный реестр средств измерения оборудования производят после его ремонта или при вводе в эксплуатацию нового изделия. Это общий порядок, актуальный для приборов, показания которых используются в рамках официальных проверок. Люксометры, применяемые для личных нужд, проверять необязательно.

Дальнейшие поверки производятся с периодичностью не реже 1 раза в год. Проверяются показатели погрешностей, чтобы определить точность. При необходимости делается калибровка фотоэлемента, чаще всего требуется спектральная коррекция фотодатчика.

ГОСТ 8.023-2014 дает всю информацию по проверке люксметров. Там есть необходимая информация, а также условия поверки.

Варианты для замеров в промышленности обязательно проходят поверку.

Принцип работы

Несмотря на все разнообразие представленных на рынке моделей, принцип действия люксметров примерно одинаков во всех случаях. Световой поток, попадая на фоторегистратор, преобразует его в электроток. Далее сила тока регистрируется – и данные передаются на дисплей в соответствующих единицах измерения.

Последовательность такова:

• На фотоэлемент попадают фотоны света, которые активируют электроны элемента. Далее энергия фотонов переходит в электрическую;
• Чем интенсивнее движение фотонов, тем они интенсивнее взаимодействуют с электронами. Тем интенсивнее окажется и течение тока в полупроводнике;
• Амперметр проводит замер силы тока, после чего происходит обработка результатов измерений микрочипом;
• Оператор получает данные на дисплее, выраженные, как правило, в люксах – международной единице измерения.

Очень важно во время использования прибора правильно направлять датчик на измеряемую область. От этого напрямую будет зависеть и точность результат

Считается, что идеальным положением является перпендикулярное расположение приемника по отношению к световому потоку.

Но такого добиться можно далеко не всегда. Особенно, если речь идет о помещении с мощным потоком света. Тогда оператору предписывается прибегать к помощи специальных рассеивающих насадок или к светопоглотителям.

Кроме того, существуют различные типы ламп. Они излучают свет в разных спектрах. Чтобы измерение оказалось корректным, рекомендуется использовать цифровой люксметр, который позволяет выставлять режим, настроенный на тот или иной вид излучения.

Устройство и принцип работы

Основой любого люксметра является фотоэлемент — полупроводниковое устройство, в котором световые кванты передают свою энергию электронам, в результате чего возникает электрический ток. Сила тока пропорциональна величине освещённости в том месте, где находится фотоприемник.

Другим элементом люксметра служит аналоговый или цифровой индикатор. В механических устройствах электрический ток, преобразуемый гальванометром, вызывает вращательное движение стрелки указателя. В цифровых приборах аналоговый сигнал (электрический ток) с помощью оптико-электронного конвертора преобразуется в цифровой с отображением результата на жидкокристаллическом дисплее. Конструктивно оба узла (фотоприемник и преобразователь) выполняются либо в виде самостоятельных элементов, соединённых между собой проводом, либо в общем корпусе.

Моноблок лучше подходит для оперативного проведения замеров, поскольку меньше весит и удобнее в работе. Однако возникают неудобства при измерении в труднодоступных местах, с разных направлений и регистрации при этом показаний. Поэтому при проведении аттестации рабочих мест чаще всего используют приборы с вынесенным фотодатчиком. Рассмотрим некоторые из наиболее распространённых моделей.

Коэффициент пульсации и нормы освещенности: основные документы

Главный документ, в котором прописаны все требования в отношении коэффициентов пульсаций и норм освещенности — Свод правил СП (выпущен под номером 52.13330.2011).

Он был выпущен в 2011 году и представляет собой СНИП 23-05-95, где прописаны ключевые требования законов страны в отношении международных нормативов, энергетической эффективности и техники безопасности.

В Своде правиле есть наиболее важные требования к коэффициенту пульсации и освещенности в различных типах помещений — жилых, промышленного типа и общественных.

Контроль освещенности и уровень пульсаций искусственного освещения необходим не только для формального прохождения аттестации рабочего места или же плановой проверки со стороны санэпидстанции.

Это важно для здоровья человека, ведь отклонение от действующих показателей может привести к нарушениям самочувствия всех сотрудников, которые находятся в помещении. Как следствие, снизится работоспособность, уменьшится рентабельность компании и упадет прибыль

Как следствие, снизится работоспособность, уменьшится рентабельность компании и упадет прибыль.

Не меньшее действие оказывает и свет в жилых помещениях. Та же пульсация не видна глазу, но может постепенно воздействовать на здоровье людей.

Вот почему так важен ответственный подход к выбору компьютерной техники и осветительных устройств.

Соблюдение норм — шанс избежать негативных последствий, защитить своих сотрудников и себя лично. Также использование трековых светильников позволит регулировать уровень освещенности в отдельных зонах помещений.

Освещенность и ее показатели

Если обратиться к физике, то освещённость – это отношение светового потока к площади, на которую он падает строго перпендикулярно. Единицей измерения светового потока является люмен. Люкс (lux) – это единица измерения освещенности. В различных странах используют различные единицы измерения освещенности, но смысл данной процедуры всегда одинаковый.

Если рассматривать конкретные примеры и рекомендации, то для обычного офиса, где отсутствует необходимость работать с документами, достаточно освещения в 300 lux. Если же работа связана с работой за компьютером, анализом документации, то следует соблюдать освещенность не менее 500 lux. А на производствах и в местах работы с чертежами – не менее 750 lux.

Все мы знаем, что существует естественное (солнечный свет) и искусственное освещение (множество видов ламп, светильников, а также мониторы и дисплеи электронной техники). Грамотная комбинация естественного и искусственного освещения позволяет достичь оптимальных условий для работоспособности и жизнедеятельности человека.

Как следует из вышесказанного, чтобы понять, какой уровень освещения имеется в помещении, нужно его измерить. Прибор для измерения освещения называется люксметр.

Коэффициент пульсации освещенности: сущность и нормы

Не секрет, что все осветительные приборы излучают неравномерный световой поток, имеющий различное число колебаний. Этот эффект скрыт от глаз, но его действие на здоровье человека весьма существенно.

При этом опасность света как раз и заключается в том, что его нельзя распознать, но результатом действия может стать расстройство сна, слабость, депрессия, сбои в работе сердца, дискомфорт и так далее.

Коэффициент пульсации освещения — параметр, который отражает силу изменения светового потока, направляемого на единицу поверхности в определенный временной промежуток.

Расчет коэффициента производится по простой формуле — максимальный параметр освещенности в определенный промежуток времени «минус» минимальный показатель за тот же промежуток времени.

Полученное число необходимо поделить на средний параметр освещенности и умножить на 100%.

Стоит учесть, что существующими санитарными правилами установлен верхний лимит на параметр коэффициента пульсации.

В месте организации рабочего места он не должен быть выше 20%. При этом чем ответственней вид деятельности у работника, тем ниже должен быть этот параметр.

Так, для офисных помещений и административных зданий, где подразумевается напряженный зрительный труд, коэффициент пульсации не должен быть больше 5%.

При этом в учет берется световой поток с пульсаций до 300 Гц, ведь более высокий параметр частоты просто не воспринимается организмом человека и не может оказывать на него какое-либо влияние.

Люксметры

Люксметр — портативный прибор для измерения освещённости, один из видов фотометров. Стандартный люксметр состоит из фотоэлемента, преобразующего свет в энергию электрического тока, и измеряющего этот ток электронного микроамперметра со шкалой в люксах. Конструктивно современные люксметры состоят из единого блока, где фотоэлемент интегрирован в корпус прибора. На данной странице представлено описание наиболее популярных на российском рынке измерителей световых параметров – люксметров, яркометров, блескомеров, пульсметров.

Люксметры часто применяются при аттестации рабочих мест, а также при санитарном и техническом надзоре в жилых и производственных помещениях. Так контроль освещенности рабочих мест входит в число плановых мероприятий по охране труда на рабочих местах. ГОСТ Р 55710-2013 устанавливает нормы освещённости в люксах для помещений различного назначения. Так, например, в офисе нормативная освещенность должна быть от 200 до 300 лк. В сфере НК люксметры используют для измерения УФ освещённости при работе с люминесцентными материалами и общей освещенности рабочих мест влияющей на контраст дефекта с фоном и его видимость дефектоскопистом. Согласно РД 03-606-03 освещенность контролируемых визуальным методом поверхностей должна быть не менее 500 Лк.

Профессиональные люксметры часто сочетают в себе несколько функций, как например измерения освещённости в видимой, энергетической и ультрафиолетовой областях спектра. Существуют модели, созданные специально для измерения светового потока светодиодов, произвольно расположенных и пульсирующих источников света. Люксметры, используемые в сфере государственного регулирования, подлежат поверке. Поверка люксметров осуществляется по параметрам освещённости с использованием образцовых фотометров. Поверка регламентирована ГОСТ 8.023-2012. Государственный поверочная схема для средств измерений световых величин непрерывного и импульсного излучения. Отношение к данной теме также имеют: ГОСТ 8.195-2013, ГОСТ 8.552-2013, СП 52.13330.2016, СанПиН 2.2.4.3359-16, СанПиН 2.2.1/2.1.1.2585-10, ГОСТ 54940-2016. Межповерочный интервал люксметров, как правило, 1 год.

Похожие записи:

Монтаж лестницы из бетона в собственном доме Стык стены и пола без плинтуса Диэлектрические свойства воды и льда Договор с управляющей компанией в 2021 году Сетевой фильтр для холодильника Все пособия получаемые при рождении второго ребенка