Прибор для измерения светового потока

Прибор предназначен для измерения полного светового потока светодиодов в видимой области спектра по методу "интегрирующей сферы".

Измеритель светового потока "ТКА-КК1"

Конструктивно прибор состоит из двух функциональных блоков. Диаметр сферы 140 мм, приёмник света – фотодиод, размещённый в нижней полусфере. Измерительный блок выполнен в виде шара на жёстком основании, шар является "интегрирующей сферой". В нём имеется входной тубус для установки светодиодов диаметром до 14 мм и сменных диафрагм, входящих в комплект, для позиционирования светодиодов диаметрами 3,5,9 мм.

Прибор предназначен для измерения полного светового потока светодиодов в видимой области спектра (от 380 до 780 нм) по методу "интегрирующей сферы" ("сферы Ульбрихта").

3. Основные технические данные и характеристики:

3.1. Диапазон измерения светового потока, млм . 1 – 200 000

3.2. Основная относительная погрешность измерения светового потока, %, не более. 10,0

3.3. Время непрерывной работы прибора, ч, не менее 8,0

3.4. Рабочие условия эксплуатации прибора:

  • температура окружающего воздуха, °С. от 0 до 40
  • относительная влажность воздуха при температуре окружающего воздуха 25°С, % . 65±15
  • атмосферное давление, кПа. 86-107

3.5. Источник питания, батарея (тип “Крона”), В. 7..9,6

3.6. Вид индикации – цифровой жидкокристаллический индикатор.

3.7. Ток потребления в режиме «Измерение», мА, не более 1,5

3.8. Габаритные размеры, не более, мм:

  • измерительный блок. 160х85х30
  • измерительного шара. 180х180х180

3.9. Масса прибора, кг (не более). 2,0

4. Входное окно на измерительном блоке

5. Существенные преимущества перед аналогами:

  • Прямых отечественных аналогов нет
  • Простота и удобство в эксплуатации
  • Определения значений в режиме реального времени
  • Малое энергопотребление
  • Доступная цена

В настоящее время существуют технические возможности для измерения практически всех известных физических величин. Это в полной мере касается и вопросов светотехники, поскольку искусственный свет широко используется в повседневной жизни. Он может быть слишком тусклым, с высоким коэффициентом пульсаций, оказывающим негативное влияние на зрение и общее состояние здоровья человека. Для того чтобы своевременно избежать негативных последствий, применяется специальный прибор для измерения освещенности – люксметр.

С помощью люксметра возможно точно установить световые характеристики и отрегулировать нужные параметры до заданных величин. Поэтому нужно знать не только общее устройство, но и принцип работы этого устройства, чтобы все замеры выполнялись правильно и точно.

Световой поток и освещенность

Прежде чем говорить об измерениях, необходимо в первую очередь уточнить основные понятия светотехнических величин. Довольно часто встречаются расхождения в терминологии, когда освещенность отождествляется со световым потоком.

Это совершенно разные величины, хотя и связанные между собой определенным образом. Например, световой поток характеризует тот или иной элемент освещения и касается именно этого источника света. Единицей измерения служит люмен, представляющий силу света, мощностью в одну канделу, расположенную в рамках телесного угла в 1 стерадиан.

Читайте также:  Отличие заземления от зануления кратко

Освещенность, в свою очередь, образуется от первой величины, поскольку она является световым потоком, воздействующим на единицу площади. Для определения этой величины существует специальная единица – люкс, полученная в результате освещения световым потоком в 1 люмен какой-либо поверхности, площадью 1 м2. Таким образом, освещенность не связана напрямую с источником освещения, а соотносится с окружающей средой.

В отличие от светового потока, представляющего собой постоянную величину, параметры освещенности в разных точках помещения будет отличаться под влиянием определенных местных условий:

  • Численность светильников, расположенных возле мест, где проводятся замеры.
  • Давление света, производимое всеми приборами освещения.
  • Дистанция до световых приборов.
  • Способность поверхностей, расположенных в помещении, к отражению света.

Для выполнения замеров освещенности существует специальный измерительный аппарат – люксметр, широко применяемый в быту и на производстве.

Где применяется люксметр

Греческое слово «люкс» означает свет, поэтому прибор, измеряющий освещенность, называется люксметром. Данное измерительное устройство используется как во внутреннем пространстве помещений, так и на открытом воздухе. Для чего же нужен этот прибор и зачем вообще производить замеры освещенности?

Учеными давно доказано, что действие слабого или наоборот чересчур сильного света, негативно влияет на головной мозг, вызывая негативную реакцию и других органов. Недостаточное освещение в помещениях приводит к снижению работоспособности, появляется сонливость, внимание рассеивается. Слишком яркое освещение возбуждающе действует на нервную систему. На производстве, да и в быту такое состояние организма нередко становится причиной бытового травматизма и несчастных случаев.

В связи с этим, среди многих мероприятий по охране труда важную роль играет проверка освещенности рабочих мест. Существует специальный ГОСТ Р 55710-2013, определяющий нормативы для разных типов производственных и других помещений в люксах (лк). Например, показатель освещенности для офисов составляет в среднем 200-300 лк.

Люксметры широко используются и в других областях. С их помощью измеряется, контролируется и поддерживается необходимый уровень освещенности для растений, которые выращиваются в тепличных условиях. Дело в том что степень яркости света оказывает непосредственное влияние на фотосинтез, посредством которого осуществляется выработка растениями питательных веществ из углерода воздуха. На правильный рост и развитие культур оказывают влияние освещенность и температурный режим. Для большинства растений наиболее оптимальными условиями считается умеренное освещение.

Принцип работы

В каждом люксметре используется фотоэлемент. Он выполнен в виде полупроводникового устройства, в котором происходит передача энергии от световых квантов к электронам, что приводит к появлению электротока. Степень освещенности в точке нахождения фотоприемника находится в пропорциональной зависимости с силой этого тока.

Читайте также:  Можно ли пылесосить строительную пыль обычным пылесосом

Конструкция люксметра дополняется различными типами индикаторов. При использовании цифрового элемента электрический ток преобразуется оптико-электронным конвертором и отображается в виде показаний на дисплее. Во другом случае преобразование тока осуществляется с помощью гальванометра, который приводит в действие стрелку аналогового указателя. Конструктивно индикатор и фотоэлемент связаны между собой общим проводником и располагаются в одном корпусе.

В некоторых моделях эти детали могут размещаться отдельно друг от друга. Моноблочное устройство обладает меньшим весом и считается более удобным, поэтому его используют при необходимости быстрых и оперативных замеров освещения. Для труднодоступных мест лучше всего подойдут люксметры с фотодатчиком, подключенным отдельно к основной конструкции.

Характеристики приборов testo 540 и 545

Среди множества измерительных устройств следует обратить внимание на модель цифрового люксметра «testo 540» немецкого производства. Благодаря своим качествам и техническим характеристикам, этот прибор для измерения освещенности завоевал признание многих российских пользователей.

Он выполнен в виде моноблочной конструкции с фотоэлементом, интегрированным непосредственно в корпус. Отсутствие соединительного провода делает пользование им более удобным, поскольку для выполнения замеров достаточно одной руки.

Конфигурация и размеры люксметра сравнимы с мобильным телефоном. Все показания отображаются на жидкокристаллическом дисплее, а вся клавиатура состоит из трех кнопок.

  1. Первая кнопка служит для включения и выключения;
  2. Вторая – для выбора системы и единиц измерения;
  3. Третья – для сохранения полученных результатов.

Замеры освещенности могут выполняться в пределах от 0 до 100 тыс. лк. Устройство очень простое в использовании и может применяться практически в любой сфере повседневной жизни.

Более совершенным прибором считается профессиональный измеритель – люксметр «testo 545», в котором светоприемник и электронный блок располагаются отдельно, соединяясь проводником. Он отличается значительно большим количеством функций и позволяет использовать разные методы замеров. В памяти может сохраняться до 99 мест измерений и до 3000 полученных результатов. При подключении к компьютеру появляется возможность создать объемный график освещенности для отдельно взятого помещения, а полученные сведения распечатать на принтере.

Как замерить освещенность с помощью прибора

Перед проведением измерений нужно настроить прибор. С этой целью выполняются следующие действия:

  • Насадки, устанавливаемые на фотоприемник, должны иметь максимальное светопоглощение. После этого нужно включить правую кнопку, соответствующую максимальной освещенности до 100 тыс. лк. Если индикатор или стрелка не реагируют, включается левая кнопка, настроенная на освещенность до 30 тыс. лк.
  • При дальнейшем отсутствии реакции, фильтр фотоприемника следует заменить более прозрачным, после чего повторить включение в такой же последовательности. Замену фильтров необходимо продолжать до тех пор, пока индикатор не начнет реагировать на включение. Во всех случаях необходимо избегать избыточного освещения фотодатчика, поскольку это может оказать влияние на точность полученных результатов измерений.
  • Для проведения замеров допускаются люксметры со спектральной погрешностью свыше 10%, если при этом используется поправочный коэффициент, связанный со спектральным составом конкретного источника света.
  • Каждый люксметр должен пройти аттестацию на предмет получения метрологического свидетельства.
Читайте также:  Как проверить тиристор мультиметром не выпаивая

До того как проводится измерение освещенности все перегоревшие лампы должны быть заменены, а сами светильники очищены. Из помещений нужно убрать всю мебель и оборудование, стекла в оконных проемах вымываются начисто. Предварительно в плане помещения в районе рабочих мест наносятся контрольные точки, на которых указываются размещенные светильники. Контрольные точки для аварийного освещения отмечаются в соответствии со специальными нормами.

Непосредственное измерение освещенности выполняется следующим образом:

  • Приборы устанавливаются в точке измерения в горизонтальном положении. При замерах освещенности рабочего места фотодатчик направляется в сторону источника света.
  • Далее прибор переводится в режим измерения с помощью нужной кнопки.
  • На дисплее появится искомый результат.

Люксметр (от лат. lux — «свет» и др.-греч. μετρέω «измеряю») — переносной прибор для измерения освещённости, один из видов фотометров.

Описание [ править | править код ]

Простейший люксметр состоит из селенового фотоэлемента, который преобразует световую энергию в энергию электрического тока, и измеряющего этот фототок стрелочного микроамперметра со шкалами, проградуированными в люксах. Разные шкалы соответствуют различным диапазонам измеряемой освещённости; переход от одного диапазона к другому осуществляют с помощью переключателя, изменяющего сопротивление электрической цепи. (Например, люксметр типа Ю-16 имеет 3 диапазона измерений: до 25, до 100 и до 500 лк). Ещё более высокие освещённости можно измерять, используя надеваемую на фотоэлемент светорассеивающую насадку, которая ослабляет падающее на элемент излучение в определённое число раз (постоянное в широком интервале длин волн излучения).

Кривые относительной спектральной чувствительности селенового фотоэлемента и среднего человеческого глаза неодинаковы; поэтому показания люксметра зависят от спектрального состава излучения. Обычно приборы градуируются с лампой накаливания, и при измерении простыми люксметрами освещённости, создаваемой излучением иного спектрального состава (дневной свет, люминесцентное освещение), применяют полученные расчётом поправочные коэффициенты. Погрешность измерений такими люксметрами составляет не менее 10 % от измеряемой величины.

Люксметры более высокого класса оснащаются корригирующими светофильтрами, в сочетании с которыми спектральная чувствительность фотоэлемента приближается к чувствительности глаза; насадкой для уменьшения ошибок при измерении освещённости, создаваемой косо падающим светом; контрольной приставкой для поверки чувствительности прибора. Пространственные характеристики освещения измеряют люксметрами с насадками сферической и цилиндрической формы. Имеются модели люксметров с приспособлениями для измерения яркости. Погрешность измерений люксметрами высоких классов – порядка 1%.