Светотехнические параметры и понятия. часть 1

Измерение светового потока

Перед тем как выпустить продукцию на рынок, производитель делает в лабораторных условиях определение и измерение характеристик осветительного прибора. В домашних условиях, не имея специальных приборов, это сделать нереально. Но проверить цифры, указанные производителем, можно с помощью вышеприведенных формул, воспользовавшись компактным люксметром.

Сложность точного измерения параметров света заключается в том, что он исходит во всех возможных направлениях распространения. Поэтому лаборатории используют сферы с внутренней поверхностью, которая имеет высокий коэффициент отражения – сферические фотометры; применяют их и для измерения динамического диапазона фотоаппаратов, т.е. светочувствительности их матриц.

В быту больше смысла имеет измерять такие важные параметры света, как освещенность помещений и коэффициент пульсации. Высокий коэффициент пульсации и тусклое освещение заставляют людей чрезмерно напрягать глаза, что быстрее вызывает усталость.

Коэффициент пульсации потока света – это показатель, характеризующий степень его неравномерности. Допустимые уровни этих коэффициентов регулируются СанПиН.

Не всегда можно заметить невооруженным глазом, что лампочка мерцает. Тем не менее даже незначительное превышение коэффициента пульсации влияет на центральную нервную систему человека негативно, а также уменьшает работоспособность. Свет, который может неравномерно пульсировать, излучают все экраны: мониторы компьютеров и ноутбуков, дисплеи планшетов и мобильных телефонов, экран телевизора. Пульсацию измеряют люксметром-пульсметром.

Что такое световой поток

В старину основным параметром выбора лампочки в прихожую, кухню, холл была ее мощность. Никто никогда не думал о том, чтобы просить в магазине люмены или свечи.

Сегодня, с бурным развитием светодиодов и других типов ламп, поход в магазин за новыми экземплярами сопровождается рядом вопросов не только о цене, но и об их характеристиках. Один из важнейших параметров — световой поток.

Проще говоря, световой поток — это количество света, которое дает лампа.

Однако не следует путать световой поток светодиодов по отдельности со световым потоком собранных светильников. Они могут существенно различаться.

Следует понимать, что световой поток — это лишь одна из многих характеристик источника света. Кроме того, его ценность зависит от:

от источника питания

Вот таблица этой зависимости для светодиодных светильников: 

А это таблицы их сравнения с другими типами ламп накаливания, люминесцентных, ДРЛ, ДНаТ: Лампа накаливания Люминесцентная лампа Галогенная

Однако и здесь есть нюансы. Светодиодные технологии все еще находятся в стадии разработки и вполне возможно, что светодиодные лампы одинаковой мощности, но от разных производителей, имеют совершенно разные световые потоки.

просто некоторые из них пошли дальше и научились снимать больше люмен с ватта, чем другие.

Кто-то спросит, для чего все эти столы? Чтобы продавцы и производители не морочили голову.

На коробке будет красиво написано:

мощность 9Вт

световой поток 1000Lm

как лампа накаливания мощностью 100 Вт

Что вы посмотрите в первую очередь? Правильно, самое привычное и понятное — индикаторы аналога лампы накаливания.

Но с этой силой вы не приблизитесь к старому свету. Начните ругаться светодиодами и их несовершенством технологий. А потом выясняется, что речь идет о недобросовестном производителе и его продукте.

от эффективности

То есть насколько эффективно конкретный источник преобразует электрическую энергию в свет. Например, обычная лампа накаливания имеет мощность 15 лм / Вт, а натриевая лампа высокого давления уже 150 лм / Вт. 

Оказывается, это в 10 раз более эффективный источник, чем простая лампочка. С такой же мощностью у вас будет в 10 раз больше света!

Световой поток измеряется в Люмен — Лм.

Что такое 1 люмен? Днем при нормальном освещении наши глаза более чувствительны к зеленому. Например, если вы возьмете две лампы с одинаковой мощностью синего и зеленого, нам все будет казаться, что зеленый ярче.

Длина волны зеленого цвета 555 нм. Это излучение называется монохроматическим, потому что оно содержит очень узкий диапазон.

Конечно, на самом деле зеленый цвет дополняется другими цветами, так что в конечном итоге можно получить белый цвет.

Но поскольку человеческий глаз максимально чувствителен именно к зеленому цвету, свет тоже был связан с ним.

Таким образом, световой поток в один люмен в равной степени соответствует источнику излучения света с длиной волны 555 нм. В этом случае мощность этого источника равна 1/683 Вт.

Почему именно 1/683, а не 1 Вт для четного счета? Значение 1/683 Вт возникло исторически. Изначально основным источником света была обычная свеча, а излучение от всех новых ламп и ламп было таким же, как от света свечи.

В настоящее время значение 1/683 легализовано многими международными соглашениями и принимается повсеместно. Зачем нужна такая величина, как световой поток? С его помощью можно легко рассчитать освещение в комнате.

Это напрямую влияет на зрение человека.

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.

Определяющие формулы

Если имеется монохроматическое излучение с длиной волны λ {\displaystyle \lambda } , поток излучения которого равен Φ e ( λ ) {\displaystyle \Phi _{e}(\lambda )} , то в соответствии с определением световой поток такого излучения Φ v ( λ ) {\displaystyle \Phi _{v}(\lambda )} выражается равенством:

Φ v ( λ ) = K m ⋅ V ( λ ) ⋅ Φ e ( λ ) . {\displaystyle \Phi _{v}(\lambda )=K_{m}\cdot V(\lambda )\cdot \Phi _{e}(\lambda ).}

где V ( λ ) {\displaystyle V(\lambda )} — относительная спектральная световая эффективность монохроматического излучения, имеющая смысл нормированной в максимуме на единицу чувствительности среднего человеческого глаза при дневном зрении, а K m {\displaystyle K_{m}} — коэффициент, величина которого определяется используемой системой единиц. В системе СИ этот коэффициент равен 683 лм/Вт.

Световой поток излучения с дискретным (линейчатым) спектром получается суммированием вкладов всех линий, составляющих спектр излучения:

Φ v ( λ ) = K m ∑ i = 1 N V ( λ i ) ⋅ Φ e ( λ i ) , {\displaystyle \Phi _{v}(\lambda )=K_{m}\sum _{i=1}^{N}V(\lambda _{i})\cdot \Phi _{e}(\lambda _{i}),}

где λ i {\displaystyle \lambda _{i}} — длина волны линии с номером «i

», аN — общее количество линий.

В случае немонохроматического излучения с непрерывным (сплошным) спектром малую часть всего излучения, занимающую узкий спектральный диапазон d ( λ ) {\displaystyle d(\lambda )} , можно рассматривать как монохроматическое с потоком излучения d Φ e ( λ ) {\displaystyle d\Phi _{e}(\lambda )} и световым потоком d Φ v ( λ ) {\displaystyle d\Phi _{v}(\lambda )} . Тогда для связи между ними будет выполняться

d Φ v ( λ ) = K m ⋅ V ( λ ) ⋅ d Φ e ( λ ) . {\displaystyle d\Phi _{v}(\lambda )=K_{m}\cdot V(\lambda )\cdot d\Phi _{e}(\lambda ).}

Интегрируя данное равенство в пределах видимого диапазона длин волн (то есть от 380 до 780 ), получаем выражение для светового потока всего рассматриваемого излучения:

Φ v = K m ⋅ ∫ 380 n m 780 n m V ( λ ) ⋅ d Φ e ( λ ) . {\displaystyle \Phi _{v}=K_{m}\cdot \int \limits _{380~nm}^{780~nm}V(\lambda )\cdot d\Phi _{e}(\lambda ).}

Если использовать спектральную плотность потока излучения Φ e , λ {\displaystyle \Phi _{e,\lambda }} , характеризующую распределение энергии излучения по спектру и определяемую как d Φ e ( λ ) d λ {\displaystyle {\frac {d\Phi _{e}(\lambda )}{d\lambda }}} , то выражение для светового потока приобретает вид:

Φ v = K m ⋅ ∫ 380 n m 780 n m V ( λ ) ⋅ Φ e , λ ⋅ d λ . {\displaystyle \Phi _{v}=K_{m}\cdot \int \limits _{380~nm}^{780~nm}V(\lambda )\cdot \Phi _{e,\lambda }\cdot d\lambda .}

Интегрирующий сферический фотометр (Шар Ульбрихта)

Что такое кандела?

Еще одной важной характеристикой источника света является кандела, входящая в 7 величин Международной системы единиц (СИ), принятых Генеральной конференцией по мерам и весам. Изначально 1 кандела равнялась излучению 1 свечи, принятой за эталон

Отсюда и возникло название этой единицы измерения. Сейчас ее определяют по специальной формуле.

Кандела – это сила света, измеряемая исключительно в заданном направлении. Распространение лучей на часть сферы, очерченную телесным углом, позволяет вычислить величину, равную отношению светового потока к этому углу. В отличие от люменов эта величина используется для определения интенсивности лучей. При этом не учитывается бесполезный, рассеянный свет.

У карманного фонаря и потолочного светильника световой конус будет разным, так как лучи падают под разным углом. Канделы (точнее, милликанделы) используют для обозначения силы света источников с направленным свечением: индикаторных светодиодов, карманных фонариков.

Измерители люменов

Самым известным измерителем является люксметр. Это переносной вид прибора, который нужен, чтобы измерять освещенность. Это одно из семейства устройств с названием фотометр. Основа люксметра — фотоэлемент в виде полупроводникового устройства, где световой квант передает свою энергию электрону. В итоге появляется ток. Сила его является пропорциональной той, где располагается фотоприемник. Другой элемент люксметра — аналоговый вид индикатора.

Прибор используется, чтобы:

• контролировать санитарные нормы освещенности в жилищах;
• измерять уровень освещенности на рабочих местах для поддержания нормальных условий труда с рабочей гигиеной;
• контролировать освещенность на производстве, в школе, в библиотеке, в медучреждении, в музее и прочих заведениях;
• подбирать яркость ламп для оранжерей с тепличными хозяйствами;
• определять съемочную экспозицию при съемке фотографий;
• настраивать яркость световой рекламы с сигнальными огнями.

Обратите внимание! Стоит отметить, что люксметр нужен, чтобы проверять соответствие освещенности, указанной в документации, действительности. Люксметр как основной прибор измерения

Люксметр как основной прибор измерения

Нормы и порядок расчета

Требования к освещенности зависят от назначения конкретного помещения и вида деятельности человека. Стандарты, по которым измеряется показатель, установлены в ГОСТ Р 54944-2012, нормы – в СНиП. Все параметры относятся не только к полу, но и к плоскостям столов. Доступны таблицы, по которым можно определить люксы для любого объекта.

При разработке системы освещения для жилого дома (квартиры) можно воспользоваться данными из этой таблицы:

Расчет осуществлятеся из 2-х этапов:

• определения требуемого уровня свечения;
• определения количества лампочек.

Формула для расчета свечения:

Н*П*К, где:

Н – норма (согласно таблице);

П – площадь помещения;

К – коэффициент, зависящий от высоты потолков (1 для 2,5-2,7 м, 1,2 для 2,7-3 м, 1,5 для 3-3,5 м, 2 для 3,5-4,4 м).

Чтобы рассчитать количество ламп, полученный результат нужно разделить на люмены, указанные в их технической документации выбранных для монтажа лампочек.

Если проводятся работы по капитальному ремонту или реконструкции, расчетами занимаются сотрудники подрядчика.

Они учитывают особенности конструкции и материалов светильников, световое отражение от стен, полов, потолков, предметов интерьера в зависимости от характеристик облицовочного материала. Вид светильников предварительно обозначаются в проектной документации и техническом задании.

Советуем изучить Резонанс в электрической цепи

При подсчетах используется формула:

К=(Е*к*S*к1)/(Ф*к2), где:

Е – норма для горизонтально расположенных плоскостей;

к – коэффициент, рассчитанный с учетом отклонений в работе системы при перегорании отдельных источников света и перемещении предметов интерьера;

S – площадь помещения;

к1 – коэффициент неравномерности;

Ф – световой поток от одной лампочки (зависит от мощности и типа);

к2 – коэффициент в долях.

При самостоятельном проведении измерений и подсчетов следует учесть, что отраженный свет по мощности может мало отличаться от прямого.

Освещенность и требования стандартов

Там, где в дневное время недостаточно солнечного света, а также в вечерние и ночные часы, пользуются искусственными источниками. На предприятиях каждое рабочее место проходит аттестацию на соответствие допустимым санитарным нормам. В эти нормы укладывают и уровень освещённости. Неправильное освещение или его недостаток влияет на здоровье работников.

Основным нормативным документом, регламентирующим стандарты этого параметра, выступает СНИП 23-05-95 – это нормы, принятые к исполнению в 1995 году. Откорректированный его вариант в виде СП 52.13330.2011 от 20.05.2011 г. действует и поныне.

В перечне отражены границы степени освещённости для помещений:

• производственных и складских;
• рабочих площадок вне зданий;
• жилых и общественных помещений;
• уличного освещения населённых пунктов;
• архитектурных подсветок;
• витринной и рекламной иллюминации;
• специального освещения.

Важно! Вреден как недостаток, так и избыток света. Яркие пятна люминесцентных реклам и витринных окон, выполненных с превышением требований, загрязняют световой фон улиц

Освещённость

Общие сведения о понятии

В физике под силой света (Iv) подразумевается мощность светового потока, определяемая внутри конкретного телесного угла. Из этого понятия следует, что под данным параметром подразумевается не весь имеющийся в пространстве свет, а лишь та его часть, которая излучается в определенном направлении.

В зависимости от имеющегося источника излучения, данный параметр будет увеличиваться или уменьшаться. На его изменения будет оказывать прямое воздействие значения телесного угла.

Этот параметр отражает физическое свойство света, благодаря чему он отличается от таких измерений, как яркость, которая отражает субъективные ощущения. Помимо этого сила света в физике рассматривается как мощность. Если быть точнее, она оценивается как единица мощности. При этом мощность здесь отличается от своего привычного понятия. Здесь мощность зависит не только от энергии, которую излучает осветительная установка, но и от такого понятия, как длина волны. Стоит отметить, что чувствительность людей к световому излучению напрямую зависит от длины волны. Эта зависимость нашла отражение в функции относительно спектральной световой эффективности. При этом сама сила света является зависимой от световой эффективности величиной. При длине волны в 550 нанометров (зеленый цвет) данный параметр примет свое максимальное значение. В результате этого глаза человека будут более или менее чувствительны к световому потоку при различных параметрах длины волны. Единица измерения для данного показателя является кандел (кд).

Свечение одной свечи

Принцип работы и основные характеристики

Производство LED светильников можно разделить на три этапа:

• выращивание кристалла при помощи метода металлоорганической эпитаксии;
• создание чипа методом планарной обработки пленок;
• сортировка чипов с помощью бинирования;
• сборка всех частей светодиода.

Принцип функционирования LED лампы

Принцип работы светодиода можно описать как взаимодействие двух противоположно заряженных полупроводников, создающих p-n-переход (контакт электронов). В процессе взаимообмена электронами на его границе создается световое излучение.

Основные характеристики, позволяющие оценить качество светодиодного светильника:

• мощность (количественное измерение потребляемой электроэнергии);
• цветовая температура (цвет света, испускаемого элементом);
• световой поток (количество производимого света).

Принцип работы

Чтобы понять, в чем удобство использования всех этих величин, надо рассмотреть направление излучения LED, и связанные с этим понятия.

Углы свечения светодиода с линзой

Конструкция светоизлучающего диода такова, что он не посылает свет равномерно во все стороны – нижняя полусфера закрывается подложкой, а конструкция линзы такова, что она не обеспечивает равномерное излучение в верхней полусфере. В итоге основной световой поток концентрируется в верхнем направлении и ослабевает к периферии светового конуса. При определенном угле зрения интенсивность свечения снижается наполовину, а при достижении еще большего угла свет становится невидимым. Первый угол (bac) называется углом половинной яркости, а второй – (fah) – полным углом свечения.

Углы свечения светодиода с люминофором

Эти же моменты применимы и к светодиоду с люминофором. Там угол излучения ограничен подложкой и углом наибольшей активности инициирующего излучения p-n перехода. Надо понимать, что на глаз точно определить эти углы невозможно – нужны специальные приборы. Но можно визуально сравнить два светодиода — у какого угол раскрыва больше.

Таблица яркости света

На актуальный момент соответствие светового потока современных светодиодных ламп и потребляемой ими мощности выглядит так:

В таблице указаны приблизительные округленные значения, так как присутствующие на рынке лампы произведены в течение нескольких лет различными производителями по отличающимся технологиям. Для восприятия «на глаз» этот разброс практически не заметен.

Имея четкое понятие о взаимосвязи характеристик светового излучения, можно самостоятельно выполнить расчет освещения помещения или территории. Для этого надо знать нормы освещенности и технические характеристики LED-ламп.

Мощность светового потока

Световой поток характеризуется большой колючестью видимого света, который образуется при работе LED источника света. Складывается он из следующих показателей:

• светоотдача;
• мощность;
• используемые химические составы;
• качество линзы.

Основные формулы для вычисления светового потока

Яркость лампы диодного типа уменьшается в течение срока эксплуатации. Также он может теряться по мере прохождения через линзу или накладку, защищающую источник света. При этом потери остаются в пределах 5%.

Как определить порядок измерения

Световой поток представляет собой световое излучение, распространяющееся во всех направлениях, длину волн которого может воспринимать человеческий глаз. Единица измерения потока света лампы накаливания – люмен (Лм).

Светодиодный источник света излучает электромагнитные волны разной длины. Световой поток измеряется суммарным значением видимых глазом световых волн, а также волн инфракрасного и ультрафиолетового излучения, с учетом усредненной кривой чувствительности человеческого глаза к восприятию световых волн. По его значению определяется поток света светодиодных светильников.

Узнать больше можно просмотрев видео от всемирноизвестного производителя Philips. В видеоролике подробно рассказано о том, что такое люмен и как он поможет выбрать наиболее подходящий осветительный элемент.

Хозяйкам важно знать, что светодиодные лампы не так эффективны для выращивания цветов, как люминесцентные светильники для растений

Светоотдача светодиода

Сила света определяет интенсивность освещения источником света во множественных точках пространства. Единицей ее измерения является кандела (кд), зависящая от эталонного источника освещения. Световой поток светодиодной лампы рассчитывается как отношение потока света, равномерно распределенного в его пределах, к телесному углу.

Рекомендуем Вам также более подробно прочитать о том, как рассчитать освещенность помещения.

Подробнее о технических характеристиках светодиодных ламп читайте здесь.

Среди множества светодиодных светильников выделяют следующие виды:

• для домашнего освещения (например длинные светодиодные лампы);
• промышленные (светодиодные лампы используются для производственных площадей);
• офисные (для общественных и торговых мест);
• уличные.

Таблица яркости света

В таблице приведены соотношение мощности и уровня светоотдачи некоторых моделей диодных светильников.

Сравнение дальности и яркости свечения ламп галогенного и LED типов

Сравнение светодиодных и люминесцентных ламп

ЛЕД лампы превосходят по техническим характеристикам энергосберегающие лампы, в том числе и по яркости. Убедиться в этом поможет следующая таблица.

По приведенным выше сравнительным данным, можно сделать вывод, что светодиодные светильники более экономичны в потреблении электроэнергии. Световой поток таких источников света наиболее эффективен в применении в различных областях освещения.

Параметры, определяющие показатель светового потока и его расчет

Луч состоит из потока частичек – фотонов. Когда эти частички попадают человеку в глаза, возникают определенные зрительные ощущения. Чем больше фотонов попало на сетчатку глаза в определенный промежуток времени, тем более освещенным кажется нам предмет. Таким образом, лампы испускают световой поток из фотонов, которые, попадая в глаза, позволяют нам хорошо видеть предметы перед собой.

Глаз человека реагирует на количество попадающих на него фотонов

К сожалению, чем дольше лампочка используется, тем меньшую яркость она сможет давать. Ухудшить показатель освещенности может также сама лампа, ведь часто потери зависят от качества материала лампы. Самые большие потери светового потока наблюдаются у газоразрядных источников, у люминесцентных ламп эти потери могут составлять 20–30%, у ламп накаливания – 10–15%. Светодиодные лампы обладают наибольшей светоотдачей – световые потери составляют менее 5%.

Чтобы перевести в люмены световой поток лампы, используйте средние значения светоотдачи:

• для диодных изделий умножьте мощность на 80–90 лм/вт для лампочек с матовой колбой и получите светопоток;
• для диодных филаментных (прозрачные изделия с желтыми полосками) умножайте энергопотребление на 100 лм/вт;
• люминесцентные энергосберегающие лампы умножайте на 60 лм/вт;
• для лампы ДНаТ это значение будет 66 лм/вт для 70W; 74 лм/вт для 100W, 150W, 250W; 88 лм/вт у 400W;
• для дуговой ртутной лампы множитель будет 58 лм/вт;
• лампа накаливания мощностью 100 Вт дает поток примерно 1 200 люмен. Если мощность уменьшить до 40 Вт, поток достигнет 400 лм. А вот лампочка в 60 ватт имеет показатель около 800 лм.

Если необходимо точно определить световой поток, понадобится прибор люксометр. С его помощью можно вычислить, какой световой поток будет в выбранных точках помещения по известной методике.

Люксометр

Один люкс соответствует определенному световому потоку, попадающему на освещаемую поверхность площадью в один квадратный метр. Определить приблизительное значение светового потока, создаваемое определенным источником, можно, воспользовавшись формулой:

Ф = Е х S,
где S – это площадь всех поверхностей исследуемого вами помещения (в кв. метрах), а Е – это освещенность (в люксах).

Так если площадь поверхности 75 кв. метров, а освещенность 40 люкс, световой поток равен 3 000 люмен. Для точного расчета светового потока придется учитывать множество других пространственных факторов.

https://youtube.com/watch?v=qrLnsb3Lyy8

Если вы правильно, по всем параметрам подберете светодиодную лампу, при соблюдении всех требований завода-изготовителя она гарантированно прослужит долгие годы. В настоящее время наименее энергозатратные и обеспечивающие наибольшую освещенность изделия стоят недешево, но со временем они станут доступны всем потребителям.

Приборы для замеров освещенности

Для проведения измерения уровня освещенности применяют люксметры. Конструкция самых простых приборов включает фотоэлемент, предназначенный для преобразования световой энергии в электрическую. Потом измеренный сигнал пересчитывается и отображается на стрелочной шкале или на цифровом жидкокристаллическом дисплее в люксах.

Показания прибора зависят от светового спектра. Поэтому при замерах уровня освещенности в помещениях или на открытом воздухе они могут быть неточными. Погрешность приборов простой конструкции — более 10%. При замерах в разных условиях применяются поправочные коэффициенты.

У приборов для измерения освещенности высокого класса более сложная конструкция. В них применяются специальные светофильтры, приближающие чувствительность устройства к чувствительности человеческого глаза. Также используются насадки для точности измерения освещенности, создаваемой источником света, расположенным под углом, или контрольные насадки для проверки самого прибора.

Существуют приборы для измерения яркости света — яркомеры. Могут выпускаться комбинированные устройства, совмещающие возможности люксметра и яркомера.

Профессиональные фотографы используют специализированные приборы:

• для определения освещенности сцены и выбора экспопары для съемки применяются экспонометры;
• для измерения мощности вспышки и длительности ее импульса используются флэшметры.

При измерении освещенности нужно учитывать, что освещение может быть естественным, искусственным и комбинированным, включая естественное, которое дополнено искусственным.

При расчете количества источников света для создания искусственного освещения принимается во внимание коэффициент пульсации. Для человеческого глаза пульсация, создаваемая источником света, незаметна, но длительное нахождение в условиях повышенной пульсации может негативно сказываться на здоровье, вызывать быструю утомляемость и головные боли

Для замеров коэффициента пульсации применяются комбинированные приборы, совмещающие в одном корпусе люксметр, пульсметр и яркомер. Пример — radex lupin.

Измерение[править | править код]

Измерение светового потока от источника света производится при помощи специальных приборов — сферических фотометров, либо фотометрических гониометров. Трудность измерения заключается в том, что необходимо измерить поток, который испускается во всех направлениях — в телесный угол 4π стер.

Для этого можно использовать сферический фотометр — прибор, представляющий собой сферу с внутренним покрытием, имеющим коэффициент отражения близкий к 1. Исследуемый источник света помещается в центр сферы и при помощи фотоэлемента, вмонтированного в стенку сферы и покрытого фильтром с кривой пропускания, равной кривой спектральной чувствительности глаза, измеряется сигнал, пропорциональный освещенности фотоэлемента, которая, в свою очередь, в данном устройстве пропорциональна световому потоку от источника света (фотоэлемент измеряет только рассеяный свет, так как заслонён от прямого излучения источника специальным экраном). Путём сравнения полученного сигнала с сигналом от эталонного источника света можно измерить абсолютный световой поток источника света.

Другая возможность состоит в применении фотометрических гониометров. В этом случае производится измерение освещённости, создаваемой исследуемым источником, на воображаемой сферической поверхности. Для этого люксметр проходит последовательно при помощи гониометра все позиции на сфере. Интегрируя измеренные освещённости (измеряются в люксах: 1 люкс = 1 люмен/м²) по площади сферы (м²), получим абсолютный световой поток источника света (в люменах). Условием получения абсолютных значений является калиброванный в абсолютных величинах люксметр. Можно также использовать простой фотоэлемент, если сравнивать измеренный поток с потоком от эталонного источника.

Особенности определения освещенности для светодиодных приборов

Этот тип оборудования пользуется самой большой популярностью, поэтому надо использовать несколько рекомендаций при выборе оборудования и его эксплуатации. После того, как определены нужные показатели, следует подобрать конкретные лампочки или светильники и высчитать нужное для помещения количество

Важно распределить их равномерно, чтобы не было плохо освещенных участков

Проводить замеры показателей следует после того, как оборудование проработает как минимум 2 часа. Это связано с тем, что диоды нагреваются, что влияет на их рабочие характеристики

Повторять измерения там, где это важно, надо 1-2 раза в год. Со временем рабочие показатели диодов, особенно низкокачественных, могут сильно снизиться

Разобраться в единицах измерения освещенности несложно, так как вариантов немного. А для практического использования хватит и одного, поэтому проще всего выбрать подходящую систему измерения и применять ее.

Похожие записи:

Подготовка участка под строительство частного дома Один раз заплатил Как ровно отрезать трубу болгаркой: методы работы с угловой шлифовальной машиной Пенополистирол под ламинат: разновидности, характеристики, плюсы и минусы Жидкое стекло Дизайн участка на 3 сотки: каких правил надо придерживаться