измерители освещенности что это
Люксметр. Знакомство с прибором для измерения освещённости
Люксметр, по-видимому, — какой-то измерительный прибор. Но что за величину он контролирует, не каждый даст вразумительный ответ. Хорошо, если вспомнят об освещении в комнате или на рабочем месте. И действительно, аппарат предназначен для измерения одной из характеристик световой обстановки. Постараемся подробно осветить этот вопрос: назначение, принцип действия устройства и методы его использования.
Немного теории
В интернете наблюдается большая путаница в научно-технических терминах, касающихся области светотехники. Один и тот же прибор называют по-разному. Рассматриваемое устройство — люксметр, например, иногда выдают за измеритель светового потока, хотя это не так.
Световой поток — это характеристика осветительного элемента, и говорить об этой величине можно только относительно конкретного источника освещения (лампы накаливания, газоразрядного элемента, светодиода и т. д.). Единицей этой характеристики в системе СИ является люмен (лм). Это сила света в 1 канделу (кд) в телесном угле 1 стерадиан (ср).
Измеряют этот параметр с помощью фотометрического шара (сферического интегратора) диаметром 1 или 2 метра, либо настольными интегрирующими сферами размером от 10 см до полуметра. Все эти приборы, естественно, не для бытового применения, поскольку цена даже небольшого отечественного прибора ТКА-КК1 для контроля светодиодов составляет 35 000 рублей.
Поток света, действующий на единицу площади, выражается освещённостью. Единица этой характеристики — люкс (лк) — результат освещения поверхности в 1 м² потоком, равным 1 люмену. Понятие «освещённость» относится не к источнику освещения, а к окружающей среде. Световой поток есть величина постоянная для каждого источника, в то время как освещённость в каждой точке помещения зависит от нескольких факторов:
Что такое люксметр и для чего он нужен?
«Измеряй все, поддающееся измерению, а что не поддаётся — сделай измеряемым» — этот афоризм, приписываемый Галилею, подтверждает, что освещённость тоже можно измерить. Поскольку её единицей служит люкс (по-гречески — свет), то и прибор для измерения освещённости называется люксметр (метр — измеряю). Применяется как внутри помещения, так и на открытом пространстве. В каких случаях он используется?
Установлено, что как слабый, так и чрезмерно яркий свет действует неблагоприятно на протекающие в мозгу процессы. При недостатке освещения падает работоспособность, снижается концентрация внимания, возникает сонливость. Излишне яркий свет приводит к возбуждению нервной системы. И то, и другое создаёт предпосылки для несчастного случая. Поэтому в число плановых мероприятий по охране труда на рабочих местах входит и проверка освещения рабочих мест. ГОСТ Р 55710-2013 устанавливает нормы освещённости (в люксах) помещений различного назначения. Упрощенно, в офисе согласно санитарным нормам и правилам (СНИП) освещённость должна быть от 200 до 300 лк.
Процесс фотосинтеза у растений, в результате которого вырабатываются питательные вещества из углерода воздуха, происходит под воздействием света. При этом растения по-разному реагируют на температурные условия и уровень освещённости. Практически все культурные растения и большинство овощей хорошо развиваются в условиях умеренного освещения. Другие виды требовательны к высокой температуре и освещённости. Поэтому люксметры используют для контроля и поддержания требуемой освещённости для различных культур в тепличных хозяйствах, оранжереях, ботанических садах.
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.
Прибор для измерения освещенности Ю-116
Устройство ещё советской разработки Ю-116 в диапазоне от 1 до 100 000 лк. Состоит из 2-х частей: селенового фотоэлемента и стрелочного гальванометра, служащего для замера показаний. Хранится в футляре в разобранном виде, что обеспечивает надёжную защиту от повреждений. Перед работой фотоприемник соединяют с преобразователем с помощью вилки.
На шкале измерителя имеются 2 концентрические дуговые шкалы. Внутренняя проградуирована от 0 до 30 лк, наружная — от 0 до 100. На фотоэлемент одета светорассеивающая насадка, состоящая из белой полупрозрачной пластмассы и непрозрачного кольца. Обозначена она буквой «К», измерения с ней производятся в указанных выше диапазонах. Имеются ещё 3 фильтра-насадки: М, Р и Т. При установке их параллельно с базовой насадкой К диапазон измерения увеличивается соответственно: в 10, 100 и 1000 раз.
Две кнопки на панели прибора предназначены для переключения с одной шкалы на другую. Когда включена левая кнопка, измерения производятся в диапазонах: 0 – 30, 0 – 300, 0 – 3000, 0 – 30 000 (при установке соответствующих насадок). При включённой правой: 0 – 100, 0 – 1 000, 0 – 10 000, 0 – 100 000. Кроме кнопок на корпусе имеется корректор для установки стрелочного индикатора в нулевое положение.
Люксметр Ю-117 отличается от предшественника лишь большим количеством кнопок. Вместо двух клавиш переключения шкал прибор оснащён пятью кнопками переключения диапазонов, благодаря чему повышается точность измерения. Добавлены также кнопки включения прибора, контроля питания и регулятор установки на ноль. Питание обеих моделей автономное — от гальванического элемента типа «Крона» напряжением 9 В. Цена приборов у разных продавцов — от 6 до 10 тысяч рублей.
Как пользоваться люксметром?
Быстро и безопасно для фотоприемника найти нужный диапазон измерения можно, если действовать в определённой последовательности:
Чтобы отодвинуть измеряемую величину от области перекрытия двух шкал (в районе 5 – 20 делений), рекомендуется отсчёт измерения начинать с 5 делений по внутренней шкале, или с 20 по наружной. Для этой цели на шкалах отмечены точки начала отсчёта.
Помните: избыточное освещение селенового фотодатчика может повлиять на правильность измерений, поэтому соблюдайте приведённую последовательность действий.
Люксометры Testo
Один из современных измерителей освещённости, наиболее популярных в России — цифровой люксметр Testo 540 (Германия). Прибор выполнен в одном объёме, фотоэлемент интегрирован с корпусом, благодаря чему повышается удобство использования: отсутствует соединительный провод, который может за что-то зацепиться, измерения можно производить одной рукой.
Формой и габаритами девайс напоминает сотовый телефон. Для индикации показаний служит такой же дисплей, а клавиатура содержит всего 3 кнопки: включения, выбор системы измерения (СИ или американская — фут-свеча) и сохранения результатов. Диапазон измерения: 0 – 100 000 лк или 0 – 93 000 фут-свечей.
Прибор как нельзя лучше подходит для применения в повседневной жизни. С его помощью можно измерять уровень освещения в жилых комнатах, школах, детских садах, в теплицах, помещениях для хранения картофеля и так далее. Обращаться с девайсом предельно просто: нажал кнопку включения, выбора системы (треугольник) и — все. Результат высветится практически мгновенно. Для сохранения результата измерения следует нажать кнопку «mode».
Цифровой прибор Testo 545 относится к классу профессиональных устройств для измерения освещённости среды. Светоприемник выполнен отдельно от электронного блока и соединяется с ним проводником. Отличается от младшего брата большими функциональными возможностями:
Этот прибор используется в процессе измерении освещенности зданий, сооружений, а также улиц, дорог и других общественных мест. Цена люксметра Testo 540 сравнима с ценой прибора Ю-116 (около 10 тысяч), а Testo 545 продается за 35 тысяч рублей.
Люксметр является одним из наиболее доступных и в то же время эффективных приборов для измерения параметров освещённости объекта. Его использование обеспечивает комфортные условия для человека, как в производственной обстановке, так и в повседневной жизни. Надеемся, что предложенная статья поможет вам сориентироваться, выбирая прибор с нужными возможностями за приемлимую цену.
Люксметр
Замерять уровень излучения света и реальную освещенность в определенной пространственной точке можно специализированным электронным прибором под названием люксметр. Он имеет разновидности, которые отличаются погрешностью, чувствительностью к конкретному спектру излучения.
Задачи люксметра и его рабочий принцип
Ключевая задача люксметров – замерять уровень освещенности в нужных местах. При низком показателе можно проводить корректировку с помощью:
С помощью данного прибора:
Функционируя, прибор измерения освещенности преобразовывает поток света определенного спектра в электрический ток с последующим выводом результата на дисплей. Учитывая механизм работы прибора, рекомендуют пользоваться моделями, позволяющими делать выбор рабочего режима для нужного светового спектра.
Устройство работает следующим образом:
Как устроен прибор, его ключевые характеристики
Полупроводниковым фотоэлементом, являющимся главной составляющей прибора, электронам передается энергия квантов света. В одних моделях образуется электрический поток, который гальванометр преобразовывает, приводя в движение указательные стрелки. В других приборах образуемый поток с помощью оптико-электронного конвертера трансформируется в цифровую форму, а результаты измерения отображаются на экране.
Классический вариант люксметра включает преобразователь и фотографический датчик. Производят приборы в виде моноблоков либо отдельных модулей, которые соединены с помощью проводов.
Люкс – единица измерения освещенности, у шкалы прибора диапазон значений от 0,1 до нескольких сотен тысяч. 1-му люксу отвечает освещенность 1-го люмена квадратного метра площади. Единицей измерения люксметров является люкс, а в люменах выражается уровень интенсивности, мощность потока света.
Материал
В качестве материала для изготовления корпусной части портативного измерителя освещенности используется надежный пластик. Комфортное удерживание в некоторых моделях обеспечено прорезиненными накладками.
Датчик прибора при раздельном составлении находится в пластиковом корпусе.
Размер, вес
В большинстве случаев портативные варианты весят от 100 до 500 грамм. Вес зависит от размера аккумулятора.
Измеритель освещенности ориентировочно имеет следующие параметры:
высоту: от 80 до 200 мм;
ширину: от 50 до 80 мм.
Поверка
ГОСТ 8.023-2014 регламентирует Государственную поверочную схему для люксметров.
Первичную поверку устройств, которые занесены в Государственный реестр СИ Российской Федерации, делают после проведения ремонтов или перед непосредственными измерениями.
Периодически один раз в 12 месяцев люксметры, как правило, поверяют на точность, проверяя их погрешности. С помощью калибровки осуществляется спектральная коррекция фотодатчиков приборов.
Виды и стоимость
Люксметрами можно пользоваться внутри и вне помещений.
В зависимости от конструктивных особенностей люксметры бывают:
Классификация по типу индикатора:
По диапазону функций бывают:
Профессиональные модели люксметров в большинстве случаев оснащены дополнительными устройствами, которые выполняют другие замеры:
На уровень цен влияет широта рабочего диапазона прибора, наличие дополнительного функционала, использованные при производстве материалы.
Альтернативой люксметру может стать специальное приложение, которое устанавливается на iOS либо андроид. Но для высокоточных замеров освещенности лучше подходят полноценные приборы. Точность результатов, которые выдаются приложениями, зависит от модели гаджетов и ниже, чем у обычного люксметра.
Критерии выбора люксметра
Если нужно выбрать люксметр, стоит начинать с определения круга задач, которые он будет выполнять.
Выбирая прибор измерения освещенности, желательно обращать внимание на:
Часто есть необходимость оперативно замерить уровень освещения. К примеру, нужно быстро настроить осветительную систему. С такой задачей легко справиться с моноблочным прибором недорогого сегмента.
При необходимости проведения оценки условий рабочего участка стоит воспользоваться профессиональным вариантом, имеющим выносной фотодатчик. Такая модель более точна. Нередко в таком приборе есть встроенная память, позволяющая хранение результатов замеров.
Все характеристики и функционал указаны в паспорте прибора. Перед покупкой стоит ознакомиться с данной информацией. Прибор измерения освещенности, используемый для эксплуатации профессионального характера, в обязательном порядке заносят в списки Госреестра. Это подтверждение гарантии соответствия технических параметров и свойств.
Важные рабочие моменты люксметров
Важно учитывать при работе с прибором:
Считают нецелесообразной покупку профессионального варианта люксметра, если необходимо провести единичное измерение освещенности. Для таких случаев существует услуга аренды приборов. Ее предоставляют специализированные компании, которые занимаются продажей геодезической и контрольно-измерительной техники. Такого плана оборудование с актуальной поверкой уже готово к использованию по назначению.
Прибор для измерения освещённости — люксметр
Люксметр необходим, если требуется контролировать степень освещенности в помещении. Рассмотрим конструкцию прибора и как им пользоваться подробнее.
Что это такое – люксметр
Люксметр – мобильный прибор для замера уровень освещенности в пространстве. Название происходит от греческих слов, в переводе означающих «свет» и «измерять». Относится к разряду фотометров. Зачастую люксметры дополнительно измеряют другие характеристики света: коэффициент пульсации, яркость и т.д.
Устройство необходимо для:
История создания прибора
Впервые простейший фотометр изобрел граф Румфорд Бенджамин Томпсон. Произошло это довольно давно: в 18 веке. Прибор был простейшим, предназначался для изучения поглощения света различными веществами. С развитием фотометрии прибор совершенствовался, пока не были изобретены современные электронные люксметры.
Интересно, что Томпсон кроме оптики изучал термофизику, конвекцию в газах и жидкостях, науку о питании человека. Ученый изобрел камин, симпатические чернила, кухонную плиту, печь для обжига кирпичей. Особой популярностью в кризисные времена пользуется его рецепт его супа, которым массово кормят бездомных людей.
Принцип работы измерительного прибора
Самый простой люксметр состоит из фотоприемника (полупроводникового фотоэлемента), источника питания и регистратора фототока (светового индикатора). В роли регистратора выступает микроамперметр со шкалой, которая проградуирована в люксах. Индикатор может быть механическим (со стрелкой) или цифровым (дисплей).
Фотоэлемент и светоиндикатор могут быть выполнены в одном корпусе или соединяться проводом.
Измерения люксметра зависят от спектра излучения. Они различаются у разных типов ламп, поэтому простые приборы настраиваются по лампе накаливания, а для остальных видов источников света существуют поправочные коэффициенты. Погрешность таких устройств составляет около 10%.
Люксметры более сложного устройства дополнительно комплектуются светофильтрами, специальными насадками для снижения ошибок от косых лучей света. Эти меры приводят к снижению погрешности прибора до 1%.
Принцип действия основан на фотоэлектрическом эффекте: преобразовании энергии света в электрический ток. Превращение происходит в полупроводниковом фотоэлементе. В нем кванты света передают свою энергию электронам – возникает ток. Сила тока прямо пропорциональна освещенности.
Разновидности фотометрических приборов
По типу табло
В зависимости от конструкции люксметры бывают аналоговыми (стрелочными) или цифровыми (электронными).
Стрелочный прибор надежный, простой, но не самый точный.
Цифровой аппарат отличается высокой точностью замеров.
По расположению фотоэлемента
Существуют приборы с выносным фотодатчиком и моноблоки. В первом случае датчик и корпус соединены гибким проводом. Такая конструкция позволяет выполнять замеры в труднодоступных местах или для различно падающих световых лучей.
Моноблок меньше весит, имеет меньшие размеры. Лучше подходит для многочисленных постоянных замеров. Но в труднодоступных местах работать неудобно. Некоторые модели моноблоков оснащаются съемным датчиком.
По наличию функциональности
Уже упоминалось, что простые бытовые приборы замеряют только освещенность. Замеры делаются быстро, но высокой точностью они не отличаются.
Более сложные люксметры могут измерять дополнительные параметры: яркость, пульсацию и т.д.
Цифровые профессиональные модели снабжены специальными программами, которые сами рассчитывают многие параметры (например, среднюю освещенность), запоминают результат и синхронизируются с компьютером. Такие люксметры снабжаются светофильтрами для более точных результатов. В условиях повышенной яркости устройство комплектуется поглощающими светофильтрами. Примерная цена таких приборов составляет 15-30 тыс.рублей (и больше).
По типу материала корпуса
Современные люксметры изготавливаются из пластика. Для удобства многие модели имеют резиновые накладки по бокам.
Люксметр с резиновой накладкой
По типу питания
Портативные люксметры могут питаться от аккумуляторов или батареек. В первом случае прибор требует подзарядки от сети. Устройства на батарейках нуждаются в периодической замене элементов питания на новые.
По размеру и весу
Габариты зависят от размеров элементов питания. Большинство мобильных люксметров весят от 100 до 500 г.
В зависимости от типа размеры фотометров находятся в диапазоне:
Какие типы освещения света измеряет индикатор
Разные лампы светят разным спектром. Поэтому люксметры отличаются в зависимости от источника света. Существуют приборы для замеров освещенности от:
Руководство по эксплуатации
Замер выносным датчиком
Люксметры Ю-116, Ю-117 давно зарекомендовали себя среди пользователей. Это стрелочные модели с выносным селеновым датчиком.
У всех устройств с выносными датчиками есть определенные особенности эксплуатации. Перед началом замеров фотоэлемент следует расположить на исследуемой поверхности, причем параллельно ей.
Во избежание излишнего освещения сенсора стоит соблюдать определенную последовательность действий, чтобы найти нужный диапазон измерений.
Для этого установите на фотоприемник насадку с максимальным светопоглощением («К» и «Т»), включите правую кнопку. Если стрелка не шевелится, то левую. Если реакции нет, то смените фильтр на «Р» и повторите нажатие кнопок. Если стрелка снова не шевелится, то поставьте фильтр «М». Если при нажатии левой кнопки значение не превысит 5 люксов, то снимите насадки.
Testo 540 – германский цифровой люксметр, изготовленный в виде моноблока. Люксметр габаритами схож с мобильным телефоном, измерения удобно выполнять одной рукой. На панели всего три кнопки: включения, выбора параметров, сохранения. Для проведения замера достаточно включить устройство, выбрать нужную систему и все. В случае необходимости сохранить результат.
Выбираем люксметр
Для того, чтобы выбрать фотометр, определите, что именно вам нужно. Учитывайте:
В целом, если люксметр необходим для быстрой, оперативной работы, то можно обойтись недорогим моноблоком с минимальным количеством функций.
Для профессиональных задач, например для аттестации рабочих мест, нужен профессиональный люксметр с минимальной погрешностью, поверкой, встроенной памятью с выносным датчиком.
Для оперативной проверки освещенности можно воспользоваться собственным смартфоном. Разработаны специальные приложения, в том числе бесплатные. Результат не отличается высокой точностью, но для примерной оценки вполне подходит. Скачать одно из них можно по ссылке: https://play.google.com/store/apps/details?id=com.notquitethem.android.luxmeter&hl=ru.
Популярные модели
Стандартные
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.
Цена: от 2200 рублей.
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.
Габаритные размеры: 68×28×116 мм.
Цена: от 3300 рублей.
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.
Цена: от 2700 рублей.
Профессиональные
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.
Габаритные размеры: 46×25×113 мм.
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.
Цена: от 10000 рублей.
Radex LUPIN.
Диапазон измерений: освещенность 10 — 200000 лк; яркость 3-70000 кд/м 2 ; коэффициент пульсации 1-100%.