Как правильно проводить измерения люксметром

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 Ф_еλ(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 М_еλ (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»

Нормы освещенности в разных видах помещений

Как уже было сказано, минимальное освещение определяется требованиями, предъявляемыми к освещению тех или иных видов помещений. Очевидно, что требования к количеству выделяемого света осветительными приборами в промышленных зданиях будут отличаться от стандартов освещенности жилых домов.

Пример нормы

Для наглядности пример того, какая освещенность лк должна быть в помещениях:

• жилые комнаты — 300 лк;
• медицинские кабинеты — 500 лк;
• комнаты, предназначенные для приготовления пищи — 300 лк;
• ванные, туалеты и вестибюли — 200 лк;
• учебные классы — 400 лк.

Конечно, это далеко не весь перечень норм, закрепленных к видам тех или иных помещений.

Важно! Перед настройкой уровня лк следует внимательно ознакомиться с санитарными нормами, тогда находиться в комнате будет комфортно и безопасно

Как правильно измерять освещенность в разных помещениях

Вне зависимости от типа помещения, произведение замеров должно выполняться только специальными приборами. Оценить характеристику можно и без люксметра (фотоаппаратом или телефоном), но качественные замеры возможны лишь с применением специального оборудования. Перед непосредственным началом замера, требуется заменить все вышедшие из строя осветительные приборы и лампы, чтобы их параметр соответствовал заводскому стандарту. Это характерно для замеров в производственных помещениях и на рабочих местах при соблюдении условий ООТ.

Наиболее часто измерения производят люксметром, помогающим оценить качество света и общие условия труда и быта, либо в дальнейшем создать такие параметры. Процесс замера заключается в следующем:

• Прибор помещается в горизонтальное положение, направляется в точку измерения (устанавливается на стол в непосредственно близости от измеряемого источника света);
• К источнику света, если это возможно, направляется фотографический датчик;
• В случае, если индикатор прибора показывает. Что измерение возможно, то его тумблер переключается в соответствующий режим;
• Зафиксированный на дисплее результат анализируется путём сравнения с нормативными показателями.

Важно! Прибор фиксирует количество света и его лучей, которые попадают на его светочувствительный элемент и, соответственно, на рабочий стол или другую поверхность. Если нужно узнать данные от какого-то обособленного осветительного прибора, то все остальные источники должны быть выключенными

Правильный замер

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.

Приборы для измерения оптического излучения

Люксметры нового поколения «ТКА-Люкс»
(рис. 7) и «ТКА-ПКМ-31» являются в настоящее
время самыми востребованными и имеют
метрологические характеристики на уровне
приборов лучших мировых производителей
рабочих средств измерения. Диапазон измерения
освещенности в диапазоне 10–200000 лк
с погрешностью 6–8%.

Рис. 7. Внешний вид люксметра «ТКА-Люкс»

«ТКА-Люкс/Эталон» является первым российским
люксметром, метрологические характеристики
которого отвечают требованиям,
предъявляемым к рабочим эталонам. Он предназначен
для измерения освещенности в видимой
области спектра 380–760 нм, создаваемой
стандартными источниками оптического
излучения, расположенными нормально относительно
приемника. Люксметр предназначен
для практической реализации Государственной
поверочной схемы средств
из мерений световых величин в соответствии
с ГОСТ 8.023-2000. Этот прибор по точности
воспроизведения и передачи размеров единиц
силы света и освещенности обеспечивает метрику
прецизионных и рабочих средств измерений
и отличается временной стабильностью
и достоверностью. Допускаемая прибором
основная относительная погрешность измерения
освещенности не превышает 6,0%.

Разработанный комбинированный прибор
люксметр+яркомер «ТКА-ПКМ» (02) служит
для измерения освещенности (в диапазоне
10–200000 лк с погрешностью 8%) и яркости накладным
способом (в диапазоне 10–200 000 кд/м2
с погрешностью 10%) самосветящихся протяженных
объектов (рис. 8).

Рис. 8. Внешний вид прибора «ТКА-ПКМ» мод.0,2

Прибор отличается от традиционных яркомеров
отсутствием в схеме оптических элементов
(линзы, объектива), что значительно упрощает конструкцию и удешевляет стоимость
прибора при сохранении его точностных характеристик.

Для дистанционного определения яркости
протяженных источников разработан недорогой,
отвечающий современным метрологическим
и техническим требованиям прибор для
измерения яркости киноэкранов яркомер «ТКАЯР» (рис. 9), представляющий собой портативный
малогабаритный прибор с автономным
питанием, снабженный функцией запоминания
результата измерения (Hold). Наводка на измеряемый
объект осуществляется с помощью
лазерного прицела.

Рис. 9. Внешний вид яркомера «ТКА-ЯР»

Для упрощения конструкции прибора
в оптической схеме был применен нефокусируемый
объектив. Нерегулируемая фокусировка
на некоторое постоянное расстояние
повышает оперативность работы с прибором,
так как исключается одна из рабочих операций.
При этом не требуется вводить никаких поправок
к градуировке, поскольку показания
прибора пропорциональны яркости объекта
независимо от расстояния. Прибор имеет
следующие технические характеристики:

• угол зрения — 1,0–1,5°;
• диапазон измерения — 10,0–2000,0 кд/м2;
• спектральная коррекция — 2,0%;
• суммарная погрешность — 10,0%;
• расстояние до измеряемого объекта —
  не менее 7,0 м.

Люксметр. Какой люксметр купить. Как пользоваться люксметром

Иногда необходимо контролировать освещение и держать его на определенном уровне. Для этого нужен люксметр. Давайте разбираться.

ТОП-3 бренда люксметров

Компания начала свою деятельность более 25 лет назад и за это время стала одним из лучших китайских производителей. Насчитывается 90 стран и регионов, в которые поставляется продукция предприятия CEM.

Российская торговая марка представляет около 400 моделей измерительных приборов, каждый из которых тестируется на соответствие ГОСТ. Компания имеет немало достижений, одним из которых стало награждение дипломом от Росстандарта.

1. RADEX Производителем довольны тысячи пользователей не только из России. Ребята из Радэкса изготавливают удобные и простые приборы как для домашнего пользования, так и для профессионального назначения. Любое устройство под брендом «RADEX» соответствует заявленным характеристикам и международным стандартам качества.

Какой люксметр лучше купить?

Люксметрами пользуются и профессионалы, и любители, поэтому для каждого класса производители сделали определенные измерители. Ниже представлены качественные варианты каждого класса.

Профессиональные

Прибор подходит для замеров уровня света в условиях закрытого помещения. За счет внушительного диапазона измерения до 99999 люкс, выводящемся на цифровом дисплее, устройство может определять практически любую степень освещенности.

Люксметр американской сборки оснащен выносным датчиком и небольшими габаритами, с помощью которых эксплуатация аппарата проходит быстро и легко. Диапазон измерений начинается от 200 и заканчивается 200000 люкс.

Аппарат работает даже в холоде -10 и функционирует при 50 градусах тепла. LM-120 не поверен и не внесен в госреестр, однако его характеристики позволяют забыть об этой мелочи. Напряжение питания: 9 В, диапазон измерений: 200-200000 люкс.

Полупрофессиональные

Многофункциональный прибор весит всего лишь 50 граммов, что обеспечивает легкость и комфортность эксплуатации. Также аппарат оснащен цифровым экраном с индикатором батареи и минимумом кнопок управления.

Параметры замеров ясно и четко отображаются на небольшом дисплее. На поверхности измерителя находится специальная рукоять, которая задает диапазон измерений (от 200 до 50 000).

Китайский производитель представляет многофункциональный вариант измерителя. В его способности входит фиксация текущего измеренного значения, быстрое нарастание и спад, запоминание минимального и максимального итогов измерений и многие другие функции.

Бытовые

Люксметр российского бренда оснащен жидкокристаллическим экраном для визуального контроля итогов измерений и выносным датчиком, который позволяет замерять освещение в любом положении, удобном пользователю.

Устройство входит в состав новой серии приборов для измерения параметров окружающей среды. Линейка изготовлена в абсолютно новом стильном дизайне и помещена в мини-корпус. DT92 можно подключить к смартфону через блютуз и переносить данные измерений.

Как проводить замеры освещенности в помещении?

Алгоритм замера:

1. Располагаем прибор или выносной датчик на поверхность, на которую падает измеряемый свет. Кладем люксметр так, чтобы плоскость фотодатчика лежала параллельно измеряемой поверхности.
2. Снимаем итоги расчета, измеряемые в люксах, с экрана или со шкалы стрелочного прибора.
3. Рассчитываем необходимые параметры и оцениваем уровень освещенности.
4. Сравнивая результаты замера с нормами, делаем вывод о качестве освещения.
5. Оптимальный уровень освещения можно узнать из СНиП 23-05-95* — строительных норм и правил.

Не стоит забывать, что натуральный и искусственный свет не измеряются вместе — только по отдельности. Также для того, чтобы избежать ошибок, не проводите расчет, если на освещаемую поверхность падает тень.

Когда нужно измерять степень освещенности внутри помещений?

Уровень света измеряют перед началом пользования освещением, например, при замене проводки или отдельных светильников. Также проводить замеры необходимо, если функционал измеряемого помещения меняется: учебный класс становится подвалом. Утрирую, конечно, но суть понятна. Эти правила относятся ко всем видам помещений: участкам, отдельным рабочим местам, коридорам и так далее.

Нормы освещенности

Расчет освещения методом коэффициента использования

Какой автомат нужен для освещения

Виды ламп для освещения помещения

Искусственная освещенность выполняется за счет использования электрических ламп, которые преобразовывают электроэнергию в световой поток.

В свое время самыми распространенными являлись лампы накаливания. Широкий диапазон этих ламп по мощности позволяло подобрать источник света с требуемым под определенные условия световым потоком.

Последнее время они стали менее востребованы, поскольку являются экономически затратными.

Второй вид ламп, применяемых для освещения – люминесцентные.

Эти источники света являются газоразрядными, в которых световой поток возникает за счет преобразования электрического разряда люминофором в световой поток.

Эти лампы более экономичны, поскольку при работе они не расходуют часть потребляемой энергии на выделение тепла, как это происходит в лампах накаливания.

Третий вид ламп, используемых для освещения помещений – светодиодные. Данный тип ламп является самым экономичным.

Экономическая эффективность данных всех видов ламп берется из расчета количества светового потока, выделяемого лампой и затрат электроэнергии, которые идут на обеспечение освещенности.

Согласно этого расчета таблица расхода электроэнергии на выделение определенного светового потока выглядит так:

Качественный свет – важный фактор жизни

Поддержание оптимальной освещенности обеспечивает хорошую видимость. Соблюдение определенного режима обусловлено не только обязанностями по выполнению действующих санитарных правил, строительных нормативов. Это необходимо для снижения утомляемости, длительного сохранения высокой производительности труда, снижения нагрузки на глаза и предотвращения специфических заболеваний. Иногда определенный показатель нужен для точного воспроизведения технологических процессов. Решить перечисленные задачи можно с помощью люксметра. Ниже приведены правила выбора и эксплуатации прибора, особенности измерений и оценки полученных результатов.

Виды люксметров и их цена

Люксметры могут применятся по назначению как снаружи, так и внутри помещений.

Конструктивно они делятся на:

• Моноблоки – датчик закреплен непосредственно на его корпусе. Такой вариант удобен при проведении быстрых измерений, имеет меньший вес, однако, для работы в малодоступных местах непригоден. Некоторые модели имеют съемный датчик, что расширяет их функционал.

• С выносным датчиком – более удобный вариант для замеров в тех местах, куда трудно подобраться. Чувствительный датчик подключается к основному модулю гибким проводом, что позволяет без труда замерять показатели с любых направлений. Подобные люксметры предпочтительны при оценке условий труда.

В зависимости от типа индикатора приборы бывают:

• Цифровые. Результаты измерений выводятся в электронном виде на дисплей прибора. Такие люксметры удобны в эксплуатации, имеют относительно высокую точность.

• Стрелочные – аналоговый индикатор имеет стрелку и шкалу, градация которой выполнена в люксах. Точность показателей замеров, по сравнению с предыдущим вариантом, значительно ниже.

Люксметр может иметь расширенную функциональность, по своим характеристикам прибор бывает:

• Бытовой. Дешевые модели отображают исключительно освещенность, их используют для быстрых замеров, не требующих высокой точности. Более дорогостоящие варианты способны самостоятельно высчитывать среднее значение освещенности на основе нескольких замеров. В конструкции предусматривается внутренняя память, интерфейс для подключения прибора к персональному компьютеру или ноутбуку. Минимальная цена за прибор – 1500 руб.

• Профессиональный – комплектуется светофильтрами, спектральная чувствительность фотодатчика, которых практически аналогична человеческому глазу. Они позволяют эффективнее проводить замеры свойств световых потоков разнообразных цветовых оттенков. Уличные модели в дополнение оснащаются специальными поглощающими фильтрами, расширяющими измерительный интервал при ярком освещении. Погрешность измерений составляет около 1%. Стоимость профессиональных моделей начинается с отметки 10 тыс. рублей.

Зачастую профессиональные люксметры оснащаются дополнительным оборудованием, позволяющим измерять другие характеристики светового потока:

• Люксметр-яркомер. Кроме выполнения функций непосредственно люксметра, предназначен для измерения яркости светящихся объектов. Качественный прибор обойдется в 10 и более тыс. рублей.

• Люксметр-пульсметр. Этот прибор, кроме измерения освещенности, способен определять коэффициент пульсации (мерцания) компьютерных мониторов, экранов планшетов, телефонов, других устройств. Люксметры с измерением пульсаций помогут выбрать, например, лампу с наиболее безопасными для человеческого глаза показателями мерцания. Минимальная стоимость – 4,5 тыс. рублей.

• Универсальные измерительные приборы, выполняющие одновременно функции люксметра, яркомера и пульсметра. Стоимость хороших моделей с поверкой начинается от 15 тыс. рублей.

Цена люксметров сильно зависит от рабочих диапазонов.

По этой причине более качественные целевые приборы с узким измерительным диапазоном обойдутся дороже китайских аналогов “на все случаи жизни”.

В качестве альтернативы люксметру могут послужить специальные приложения, устанавливаемые на iOS или андроид.

Однако множество проводимых тестов дают одинаковые результаты: люксметр в смартфоне не способен заменить полноценный прибор, так как имеет большую погрешность, величина которой зависит от модели телефона.

Замеры освещенности

Освещенность помещений – величина, которую можно измерить. Производится замеры при помощи прибора – люксометра.

Замеры освещенности производятся отдельно для естественного и искусственного освещения.

Работает люксометр по такому принципу – в его конструкцию включен фотоэлемент, на который попадает световой поток.

При попадании свет высвобождает поток электронов, после чего фотоэлемент становится проводником электрического тока.

Поскольку величина пропускаемого тока прямо пропорциональна освещенности фотоэлемента, то проводимый ток и выступает измерителем освещенности.

Показания прибора выводятся на шкалу или дисплей.

Замеры освещенности выполняются в разных местах помещения.

Особенностью использования прибора является применение его только на прямых горизонтальных поверхностях и вдали от электромагнитных источников.

Прибором вначале определяется общая освещенность помещения, а после освещенность непосредственно рабочего места.

После замеров данные сверяются с установленными положениями по охране труда, установленными для данного типа помещения.

Если освещенность является недостаточной, производится комплекс мер для доведения данного показателя до нужного уровня, включающие обычно дополнительную установку ламп.

В целом уровень освещенности помещения планируется уже на стадии проектирования здания, поскольку от данного параметра зависит комфортабельность пребывания человека, независимо от назначения помещение – жилое или производственное.

Важные факторы

Одним из важных факторов, который учитывается как при строительстве здания, так и при его эксплуатации является уровень освещенности.

Данный показатель очень важен, поскольку влияет на здоровье глаз человека, его трудоспособность, физическое и психоэмоциональное состояние.

Поэтому освещенность помещения входит в положения по охране труда.

Освещение здания делится на две составные – естественное освещение и искусственное.

Естественным является дневное солнечное освещение, которое попадает в здание через технологические проемы, сделанные в нем при строительстве – окна.

Цифровой

Цифровой люксметр, пришедший на замену стрелочному, используется при проверках соблюдения условий труда на рабочих местах. Освещенность влияет на процессы, протекающие в человеческом мозгу. И слабый, и излишне яркий свет действует неблагоприятно, поэтому может снижаться концентрация внимания, падать работоспособность, сонливость не даст сосредоточиться на выполнении производственных задач. Все это в целом увеличивает травмоопасность и количество несчастных случаев. Своевременные измерения люксметром освещенности в производственных цехах, на стройках, на площадках предприятий, связанных с опасным производством и сложными условиями труда, предотвратят неприятные инциденты, а то и смертельные случаи.

Перечисление и сопоставление абсолютных и относительных величин

Чтобы понять, в чем измеряется сила света, необходимо сопоставить «абсолютные» и «человеческие» значения. Справа приводятся понятия чисто физические. Слева располагаются величины, в которые они превращаются при прохождении сквозь систему человеческого глаза.

1. Сила излучения становится силой света. Понятия измеряются в канделах.
2. Энергетическая яркость превращается в яркость. Величины выражаются в канделах на квадратный метр.

Наверняка читатель увидел здесь знакомые слова. Много раз за свою жизнь люди говорят: «Очень яркое солнце, уйдем в тень» или «Сделай монитор поярче, фильм слишком мрачный и темный». Надеемся, статья слегка прояснит, откуда взялось это понятие, а также как называется единица силы света.