Погана освітленість приміщень, робочого місця або кімнати у квартирі негативно впливає на здоров'я людини, знижує концентрацію уваги, працездатність, з'являється дратівливість та збої у психіці. Дуже яскраве світло також є подразником і не дає нічого позитивного для людини.

Тому необхідно забезпечити нормальну освітленість приміщень, що регламентується певним стандартом БНіП. Для цього потрібна проста установка відповідних ламп освітлення для кожного приміщення.

Освітленість приміщень у номінальному вираженні є потоком світла, що випромінюється на поверхню під прямим кутом у розрахунку на одиницю площі. Під час падіння світла під гострим кутом освітленість знижується залежно від кута нахилу.

Освітленість вимірюється в люксах, який дорівнює 1 люмен (одиниця світлового потоку) на м 2 .

Освітленість приміщень прямо залежить від сили світла, що походить від джерела. Чим більша відстань від світлового джерела до поверхні, тим менший параметр освітленості.

Норми

Кожен тип приміщення має нормативи освітленості. Наприклад, для приміщення магазину з продажу продуктів найбільше значення пульсації встановлено 15%, освітленість 300 люксів, проте для відділу спортивних товарів чи будівельних матеріалів норми зовсім інші. Також правила встановлюють певну допустиму освітленість для поліклінік, дитячих садків, автосервісів та інших об'єктів.

Приклад розрахунку освітленості

Визначимо необхідне освітлення для спальної кімнати. Площа спальні складає 25 м2. Значення норми за правилами для кімнат такого типу множимо на площу: 150 х 22 = 3300 люкс. Загальний світловий потік приладів освітлення при такій величині освітленості повинен дорівнювати не менше 3300 люмен.

Тепер залишається підібрати відповідні лампи освітлення для спальні. При виборі можна, наприклад, придбати три таких лампи по 12 ватів. Це забезпечить створення світлового потоку 3600 люменів, що видно за значеннями таблиці.

Такий розрахунок є приблизним, оскільки світлодіодні лампи мають різні параметри світла, залежно від виробника. Таким чином, можна легко самостійно розрахувати необхідну потужність та тип ламп для створення нормованої освітленості будь-якого приміщення згідно з правилами СНиП.

Прилади для вимірювання освітленості

Для виміру освітленості приміщень застосовують різні прилади, які мають свої особливості конструкції та методи вимірів. Основні прилади розглянемо докладніше.

Люксметри діляться на електронні та аналогові, які вже не виробляються, і залишилися лише старі зразки таких моделей.

Такий люксметр використовується:

• Перевіряє відповідність освітленості приміщень нормативним даним.
• Вимірювання параметрів висвітлення під час проведення робіт з оцінки умов праці.
• Під час електромонтажних робіт для порівняння показників освітленості з розрахунками для приладів освітлення.

Принцип дії люксметра полягає в роботі вбудованого , який направляється потік світла. При цьому у фотоелементі з'являється значний потік заряджених частинок. Внаслідок цього з'являється перебіг електричного струму, сила якого залежить від сили світлового потоку, спрямованого на фотоелемент. Зазвичай цей параметр виводиться на шкалу приладу.

Види люксметрів

Залежно від розташування датчика, що вимірює освітленість приміщень, люксметри поділяються на види:

• Моноблок (цілісний пристрій) . Датчик фіксується у самому корпусі приладу.

• Прилад із виносним датчиком , що підключається гнучким дротом.

Щоб зробити прості вимірювання, підійде звичайний люксметр-моноблок, без допоміжних різних функцій. Для визначення кількох параметрів освітленості при виробництві професійного розрахунку необхідно використовувати пристрої, що мають додатковий набір функцій. Такі пристрої мають вбудовану пам'ять і можуть визначати середні значення параметрів.

Значною перевагою для люксметра є наявність особливих світлофільтрів, які допомагають точніше визначити значення сили світла, яка походить від освітлювальних приладів з різними відтінками кольорів.

Наявність виносного датчика в люксметрі дає можливість визначити освітленість з більшою точністю, оскільки вплив зовнішніх факторів знижується. На сучасних моделях є рідкокристалічний дисплей. За допомогою нього набагато простіше знімати показання приладу.

Прилади для фототехніки

У фототехніці використовуються такі прилади, як експонометри (експозіметри) . Вони призначені для визначення параметрів яскравості та освітленості експозиції. Визначивши значення цих показників, професійний фотограф може отримати якісні фотографії.

Експонометри поділяють на види:

• Внутрішні.
• Зовнішні.

Флешметри

Такі пристрої призначені для вимірювання освітленості при фотографуванні. При цьому додатковим елементом використовують пристрої освітлення імпульсного типу (фотоспалахи). У сучасних моделях фотоапаратів флешметр розташований у корпусі. Він змінює потужність фотоспалаху при різних рівнях світла.

Фахівці використовують флешметри з виносним датчиком, вони точніше визначають освітленість.

Фотометр

Такий пристрій називають мультиметром. Він є сучаснішим варіантом флешметра. Його перевагою є поєднання опцій експонометра та флешметра.

Пульсація освітленості

Рівномірність світлового потоку приладів освітлення бажає кращого. Ефект, що виражається у наявності коливань у світловому потоці, не видно оку, проте його вплив на здоров'я людини має велике значення.

Небезпека такого світла у тому, що візуально неможливо визначити наявність імпульсів світла. А в результаті їх дії може порушитись сон, виникає дискомфорт, депресія, слабкість, серцеві збої та інші симптоми.

Параметром пульсації є її коефіцієнт, який виражає силу зміни потоку світла, спрямованого на одиницю площі за проміжок часу. Формула розрахунку цього коефіцієнта досить проста. Коефіцієнт пульсації освітленості визначається різницею між найбільшою та найменшою освітленістю за певний час, розділеною на подвійну середню освітленість, і результат множиться на 100%.

Санітарні правила визначають верхню межу коефіцієнта пульсації. На робочому місці він має бути не більше 20% і залежить від ступеня відповідальності роботи співробітника. Чим відповідальніша робота, тим меншим має бути коефіцієнт пульсації освітлення.

Для приміщень адміністрацій та офісів з напруженою зоровою роботою такий коефіцієнт не повинен підніматися вище за 5% відмітки. У цьому враховується потік світла частотою пульсацій до 300 герц, оскільки вищу частоту немає сенсу враховувати, через те, що вона сприймається оком людини і негативного впливу.

Визначення пульсації освітлення

Для визначення пульсації світла застосовують ефективний простий прилад, який вимірює яскравість, пульсацію та освітленість приміщень, і називається люксметр-пульсометр-яркомір.

Функції приладу

• Вимірювання пульсації світлових хвиль, що виникають під час мерехтіння різних приладів освітлення.
• Вимірює пульсацію освітлення моніторів комп'ютерів та інших екранів.
• Визначення освітленості приміщення.
• Визначення яскравості приладів освітлення та моніторів.

Принцип роботи пристрою полягає у перевірці рівня освітлення за допомогою фотодатчика з подальшим перетворенням сигналу та виведення результату на рідкокристалічний дисплей.

Коефіцієнт пульсації світла можна визначити за допомогою програми на комп'ютері або самостійно проаналізувати вимірювання. Для аналізу вимірювань на комп'ютері використовують спеціальну програму «Еколайт-АП», яка працює з приладом «Еколайт-02».

Відмітними ознаками вимірювальних приладів, що визначають пульсації, є рівні чутливості, тип живлення та якість фотодатчиків.

Найбільший коефіцієнт пульсації видають світлодіодні лампи, за яких цей параметр іноді досягає 100%. і мають незначний коефіцієнт пульсації. Лампи розжарювання мають коефіцієнт пульсації не вище 25%. При цьому вартість та якість ламп не відіграють ролі. Навіть дорогі лампи можуть видавати значні показники пульсації світла.

Методи зниження пульсації освітлення

• Застосування освітлювальних приладів, що функціонують на змінному струмі з частотою більше 400 герц.
• Монтаж освітлювальної арматури на різні фази при трифазній мережі.
• Встановлення приладу освітлення пристрою компенсації ПРА () та особливе підключення ламп зі зсувом. Перша лампа працює на відстаючому струмі, а 2-а на випереджальному.
• Монтаж світильників із ЕПРА. Вони оснащені електронним пускорегулюючим апаратом, який згладжує пульсації та стабілізує напругу.

Якщо в приміщенні прилади освітлення підключені до однієї фази, підключити їх до різних фаз буде проблематично. Тому зручніше буде придбати світильники з ЕПРА. Їхньою гідністю є відповідність усім нормам правил.

Контроль рівня пульсації освітлення необхідний здоров'ю людини, оскільки відхилення норм призводить до порушення працездатності і самопочуття співробітників.

Для житлових будинків освітленість приміщень також важлива. Пульсація світла не видно, але згодом проявляється її негативний вплив.

Дана стаття є перекладом статті Luxmeter App versus measuring device:
Чи є smartphones suitable for measuring illuminance?

Для смартфонів існує безліч програм, які полегшують наше життя. Є безліч програм для світлотехніків. Але чи означає це, що можна використовувати смартфон для вимірювання освітленості?

Ми запитуємо це питання все частіше і частіше, тому що вигода очевидна. Адже такі програми безкоштовні або коштують не дуже дорого. Було б чудово замінити люксметр, який, залежно від виробника та точності, коштує від 100 до 2000 євро. (Аліекспрес не згоден і показує суми навіть менше 10 євро), на додаток для смартфона, який і так є майже кожен.

Як акредитована світлотехнічна лабораторія, ми можемо тільки посміхатися ідеї вимірювання освітленості за допомогою смартфона. Тим не менш, нам здалася ця ідея дуже цікавою, що спонукало нас провести експеримент. Таким чином, ми почали шукати різні програми для різних операційних систем. Нам хотілося з'ясувати, наскільки вони вимірюють порівняно з люксметром з нашої лабораторії.

Апаратне забезпечення

Для цього тесту ми використовували різні моделі iPhone, а також: Sony, Samsung та Nokia.

Програмне забезпечення
Ми встановили такі програми, більшість з яких безкоштовні:

Еталонний прилад

Ми провели контрольні вимірювання за допомогою люксметраPRC Krochmann (Model 106e, special model, class A)І, звичайно, прилад був відкалібрований.

Використовувані джерела світла

Для цього тесту ми вибрали три різні джерела світла:

· низьковольтна галогенова лампа

· компактна люмінесцентна лампа (колірна температура: 2700 K)

· LED (колірна температура: 3000 K)

Щоб не ускладнювати статтю ми залишили тільки LED джерело.

Наша тестова установка

Тест проходив у темному приміщенні без джерел штучного та природно світла. Для застосовуваних джерел світла ми встановлювали освітленість по черзі на 100 лк, 500 лк та 1000 лк (мабуть все ж таки 2000)на горизонтальній поверхні. Для цього фотометрична головка люксметра була розташована перпендикулярно до осі світильника.

Потім, так само збожеволіли смартфони з різними додатками так що фронтальна камера і датчик яскравості знаходилися під світильником. Датчик або фронтальна камера була розташована точно в тій точці, де раніше була розташована фотометрична головка люксметра.

Так були розташовані всі пристрої, за винятком iPhone з платним додатком "Luxmeter Pro Advanced" так як ця програма для вимірювання освітленості передбачає замір світла, відбитого від поверхні. У цьому додатку досить багато налаштувань, включаючи типи джерел світла, відстань до джерела світла і т.д.

Так само при використанні деяких програм можливе калібрування. Калібрування було проведено відповідно до інструкцій, а саме 100ЛК.

Оцінка

Під час нашого тесту ми з'ясували, що хоча калібрування в деяких додатків і було можливе до певного значення, не вдалося встановити значення досить точно. Це сталося через те, що крок з яким встановлювалося значення був великим, або значення в 100лк взагалі не встановлювалося, наприклад у додатку LightMeter by whitegoods для iPhone 5 значення для калібрування вдалося встановити максимум на 34лк.

Відхилення від еталонних значень часом були дуже високі (доходило до 113% Samsung Galaxy S5 з додатком «Lux Light Meter» від Geogreenapps). При установці еталонного значення 500 лк на дисплеї смартфона відображалося значення 1,063 лк. Найнижче відхилення у відсотках (3%) було зафіксовано при використанні iPhone 5 та програми « LightMeter by whitegoods» . При установці еталонного значення 500 лк, цей смартфон показав 484 лк. Однак ми не можемо зробити з цього висновок, що саме даний смартфон з конкретною програмою завжди буде показувати правильне значення. При установці освітленості на 100лк і при використанні цієї ж програми на тому ж смартфоні відхилення досягало 89% і пристрій показував 11 лк.

Нам вдалося виявити тенденцію, що значення, що відображаються на пристроях від Sony, Samsung і Nokia були значно вище еталонних значень, в той час, як правило, на iP hone відображаються значення значно нижче еталонних значень. Середнє відхилення від еталонного значення, виміряного у всіх програмах на Android-смартфонах і на телефонах з Windows Phone , були в середньому на 60% вище еталонних значень.

Середнє відхилення всіх значень, виміряних різними iPhone було на 60% нижче від еталонних значень. Ми також помітили, що різні програми, встановлені на смартфонах від Samsung та Sony, показували близькі значення. Очевидно, що в цих моделях для вимірювання використовується датчик яскравості, а не камера.

У деяких моделях Samsung можна переключитися в режим інженерного меню – за допомогою набору з клавіатури комбінації *#0*#. Вибравши пункт меню «Датчик світла», ви можете дізнатися про освітленість без встановлення програми. Так що встановлення програм у цьому випадку буде зайвим. Тим не менш, всі значення, що відображаються цими пристроями, також відхилилася від 37% до 113% від еталонного значення. Galactica Luxmeter» та « LightMeter by whitegoods ». На жаль, і тут нас чекало розчарування. Діаграма показує, що чотири смартфони, які ми тестували, показали в деяких випадках абсолютно різні результати вимірювань.

Ми підозрюємо, що причиною цих коливань є використання відмінних один від одного компонентів, що користувач не помічає при повсякденному використанні, але стає помітним при безпосередньому порівнянні.

Чи зберігається динаміка відсоткового відхилень від еталонного значення?

Якщо ви завжди використовуєте смартфон з одним і тим самим додатком, ви можете припустити, що можна досить точно робити виміри, якщо ви вже знаєте, відсоток відхилення від еталонного значення.

Але чи завжди однаковий відсоток, на яке відхиляється значення? Для того, щоб відповісти на це питання, ми провели вимірювання освітленості на 10 лк, 100 лк, 1000 лк і 10000 лк за допомогою iPhone 5, розташованого на оптичній лаві в нашій чорній кімнаті. Приріст яскравості можна дуже точно задавати шляхом регулювання відстані між джерелом світла і приймачем. Як джерело випромінювання знову використовувалося світлодіодне джерело світла з колірною температурою 3000 K.

У цьому тесті ми розглянули показання двох різних програм. Як показує досвід, значення додатків відхиляються один від одного - у деяких випадках до 358% (значення становлять від 12 лк до 55 лк при еталонному значенні 100 лк), якщо ми подивимося на відсоток відхилень від еталонних значень, то ніякої закономірності ми не побачимо .

При використанні програми « Galactica Luxmeter» значення були вищими180% еталонних при 10 лк і 50% нижче еталонних значень при 10 000 лк.

При використанні програми « LightMeter by whitegoods відкаліброваним на 10 лк. При еталонному значенні 100 відхилення склала 88% меншу сторону, а при 10 000 лк 59%. Значення всіх інших прикладених були так само значно нижчими. За всіх інших значеннях показання були так само нижче.

Цілком випадково ми виявили, що вимірювання проведені за допомогою передньої та задньої камери показують різні значення. На додаток до цього деякі програми ніколи не показують 0 лк, навіть якщо на камеру не потрапляє ніяке світло, і вона закрита «заглушкою».

Висновок

Результати доводять, що серйозні виміри освітленості можливі лише за допомогою професійного обладнання. Воно оснащене відкаліброваним датчиком, який гарантує, що оцінка освітленості буде проведена відповідно до чутливості людського ока.

Крім того, прилади дозволяють провести оцінку освітленості залежно від кута падіння променя. Смартфони не можуть зробити ні того, ні іншого, тому що вони не зможуть виконувати свої функції.

Незважаючи на те, що розробники стверджують, що вони можуть замінити професійні прилади, оскільки в їх додатках є різні розумні функції типу калібрування, але колібрування не дозволяє встановити точні значення. А якщо це можливо, то все одно виникають відхилення при вимірюваннях. Навіть при використанні одного й того ж програми та ідентичних смартфонів виходять різні результати вимірювань.

Тому, на жаль, програми насправді марні – навіть просто для того, щоб отримати загальне уявлення про освітленість.

від Thomas Pittner and Jaqueline Goldschmidtabout

Вимірювання штучної освітленості та коефіцієнта пульсацій у присутності природного освітлення

Вимірювання штучної освітленості та коефіцієнта пульсацій у присутності природного освітлення.

Вимірювання штучної освітленості вдень.

У МУК 4.3.2812-10 встановлюються вимоги, що допускається проводити вимірювання штучної освітленості та коефіцієнта пульсацій тільки, якщо природне тло освітленості в обстежуваній точці не перевищує 10% від вимірюваної штучної освітленості. Тобто це означає, що для більшості приміщень із зовнішніми вікнами такі виміри мають проводитися у темну пору доби. Такі вимоги введені для усунення впливу на результати вимірювань природного денного освітлення.

Наявність в обстежуваних приміщеннях вікон навіть щодо невеликих розмірів призводить до суттєвого спотворення результатів вимірювань штучної освітленості та коефіцієнта пульсацій, особливо у сонячні дні.

Можливість проведення вимірювань штучної освітленості та пульсацій у темний час доби найчастіше ускладнюється ще й тим фактом, що на багато об'єктів доступ у неробочий або нічний час закрито. При цьому немає можливості організувати персонал цих об'єктів для надання доступу на них у нічний час.

Ще однією перешкодою для проведення вимірювань штучної освітленості та її коефіцієнта пульсацій у темний час доби є полярний день, що встановлюється влітку в багатьох північних регіонах Росії. Цілодобова присутність сонячного світла унеможливлює проведення таких вимірювань протягом кількох місяців.

Вимірювання освітленості з відніманням природного фону.

Вирішенням проблеми наявності природного фону при проведенні вимірювань штучної освітленості могли б служити вимірювання при закритих світлонепроникними матеріалами вікнах (штори, жалюзі, віконниці тощо). Однак далеко не завжди існує можливість закрити віконні отвори, особливо у виробничих, громадських та офісних будинках з великою площею скління.

У разі єдиним способом провести виміри штучної освітленості залишається метод віднімання природного фону від значення загальної (сумарної) освітленості. В основі цього методу лежить той факт, що в кожній точці простору результуюча освітленість є сумою всіх освітленостей, створюваних у цій точці кожним окремим джерелом світла:

де Е1, Е2, Е3, ....., ЕN - освітленість, створювана в цій точці джерелами світла номер 1, 2, 3, ...., N.

Тобто, за наявності природного та штучного освітлення, загальна освітленість буде їхньою сумою:

де Еєст – тло природної освітленості, Еіск – значення штучної освітленості.

На прикладі, наведеному на Рис.1, бачимо,

що фон природної освітленості 100 лк (їсть, жовта лінія) додався до рівня штучної освітленості 200 лк (Еїск, синя лінія) і сумарний рівень освітленості становив 300 лк (Е, зелена лінія).

Таким чином, якщо при вимкненому штучному освітленні в обстежуваній точці виміряти освітленість, обумовлену наявністю природного освітлення, і відняти її від значення сумарної освітленості в цій же точці, ми отримаємо значення штучної освітленості:

Межі основної відносної похибки результату вимірювань, виконаних у такий спосіб, за умови незначності вкладу випадкової складової, можна оцінити як θ = 1,1√2 θпр, де θпр – відносна похибка засобу вимірювання (θ = 12,5%, при θпр = 8 %), за довірчої ймовірності P = 0,95.

Вимірювання штучної освітленості з відніманням природного фону можна виконати, наприклад, звичайним люксметром-пульсметром-яркоміром "Еколайт-02". Однак необхідно враховувати, що проведення таких двоетапних вимірювань можливе лише за умови, що протягом того часу поки будуть виконуватися обидва етапи вимірювання, рівень природного освітлення залишатиметься постійним. Тобто. такі виміри слід проводити в умовах максимально стабільної світлової обстановки, а саме:

• щільна хмарність;
• відсутність руху людей та об'єктів у районі точки виміру;
• мінімальний час між етапами виміру
• і т.п.

Вимірювання коефіцієнта пульсацій штучного освітлення за умов присутності фону природного освітлення.

Ми описали спосіб виміру штучної освітленості за наявності природного фону. Навіть показали, як це можна зробити за допомогою звичайного люксметра та ручного перерахунку результатів вимірювань. Однак такий метод не можна безпосередньо застосувати до вимірювання коефіцієнта пульсації штучного освітлення. Проілюструємо це з прикладу.

Якщо на Рис.2, можна побачити, що у прикладі максимальне значення пульсацій штучного освітлення (синя крива) Емакс = 200 лк, у своїй мінімальне значення Емін = 100 лк. Тоді, за формулою обчислення коефіцієнта пульсацій зі статті "Пульсації освітленості та яскравості" ми отримаємо, що:

тобто. Кп = (200-100)/(200+100) = 100/300 = 33.3%.

Однак, якщо ми виміряємо звичайним люксметром-пульсметром (наприклад, тим же "Еколайт-02", який нам чудово допоміг у попередньому прикладі з відніманням фону) коефіцієнт пульсацій сумарної (штучної та природної) освітленості, то, за наявності фону природного освітлення Еест = 100 лк (жовта пряма), отримаємо значення для сумарної освітленості (Рис.2, зелена крива) Емакс = 300 лк, Емін = 200 лк. Підставляючи ці значення формулу (4), отримаємо:

Кп = (300-200)/(300+200) = 100/500 = 20% (!).

Заниження коефіцієнта пульсацій освітленості відбувається через добавки постійного рівня природного освітлення. Оскільки звичайний люксметр не може враховувати при розрахунках коефіцієнта пульсацій присутність природного фону, то таким приладом виміряти пульсації штучного освітлення, за наявності природного фону, НЕМОЖЛИВО!!!

Проте є спосіб отримати правильне значення коефіцієнта пульсацій штучного освітлення за наявності природного фону. Для цього треба перед розрахунком Кп відняти з максимального (Емакс) та мінімального (Ємін) значень сумарної освітленості значення фону в даній точці. Здійснивши вказане віднімання фону, ми отримаємо такий вираз для коефіцієнта пульсацій:

Спрощуємо та отримуємо наступну формулу:

Діючи за таким алгоритмом ми отримаємо справжнє значення коефіцієнта пульсацій штучного висвітлення. Спробуємо порахувати по ньому Кп з нашого прикладу на Рис.2., де в нас рівень природної освітленості Еєст = 100 лк (жовта пряма), максимальне значення освітленості Емакс = 300 лк та мінімальне значення освітленості Емін = 200 лк. Обчислюємо за формулою (5) коефіцієнт пульсацій штучного освітлення з урахуванням природного фону:

Кп = (300-200) / (300 +200-2 × 100) = 100 / (500-200) = 100/300 = 33.3%

Ми бачимо, що, провівши обчислення за запропонованим алгоритмом, ми отримали те значення коефіцієнта пульсацій штучного освітлення, як і за його розрахунку за умов відсутності природного фону. Тобто, якщо в люксметрі-пульсметрі реалізований такий алгоритм розрахунку коефіцієнта пульсацій з урахуванням наявності природного фону, то в результаті ми будемо отримувати правильне значення. Звичайно ж, за дотримання тих же вимог до умов проведення таких вимірювань, що були сформульовані вище для проведення вимірювань штучної освітленості з урахуванням наявності природного фону.

Похибка вимірювань коефіцієнта пульсацій штучної освітленості за наявності природного фону можна оцінити величиною основної відносної похибки засобу вимірювання, яка для цього параметра становить 10%.

Як виміряти коефіцієнт пульсацій штучного освітлення за наявності природного фону за допомогою люксметра-пульсметра "Еколайт-01".

Запропонований алгоритм вимірювання пульсацій штучного освітлення за наявності природного фону реалізований у люксметрі-пульсметрі-яркомірі "Еколайт-01". У цьому вся приладі існує спеціальний режим вимірювань з урахуванням наявності природної освітленості. Наведемо фрагмент з описом цього режиму з Посібника з Експлуатації до "Еколайт-01".

2.3.4.5. Вимірювання освітленості та пульсацій з урахуванням рівня фонової освітленості здійснюється в режимі зупинки поточного вимірювання вибором пункту меню "Облік фону".

Перед запуском режиму вимірювання з урахуванням фону необхідно залишити лише джерело фонової освітленості (наприклад, погасити всі штучні джерела світла). Після запуску режиму вимірювань з урахуванням фону, прилад на першому етапі протягом 10 секунд переходить у режим вимірювання та усереднення фонового значення освітленості (Рис.10).

Після запуску режиму вимірювання з урахуванням фону, у верхньому інформаційному рядку з'являється значок, що миготить користувача, про включення цього режиму.

УВАГА!!! При вимірі усередненого фонового значення освітленості категорично забороняється здійснювати дії, які можуть призвести до викривлення результату його виміру. Наприклад, змінювати положення фотоголовки, змінювати світлову обстановку в точці вимірювання (ввімкнення/вимкнення джерел світла, відкриття/закриття віконних та дверних прорізів, переміщення предметів та осіб на околиці фотоголовки тощо).

Після закінчення вимірювання фонових значень освітленості прилад переходить у режим відображення рівня загальної освітленості за вирахуванням щойно отриманого значення фонової освітленості. Т.к. цьому етапі вимкнені джерела світла ще включені, то показання освітленості дорівнюють нулю (чи близькі щодо нього). (Рис.11)

Після включення джерел світла, на екрані БОІ-01 буде відображено значення освітленості, отриманої в результаті віднімання від загального рівня освітленості фонової освітленості. У другому рядку представлено значення пульсацій увімкнених джерел світла, яке розраховується ПІСЛЯ (!) віднімання фонових значень, що дозволяє уникнути спотворення коефіцієнта пульсацій при використанні методу віднімання фону "вручну". (Мал.12).

УВАГА!!! Функція "Облік фону" забезпечує достовірність проведених вимірювань ТІЛЬКИ при дотриманні таких умов:

• вимірювання фону та подальшої загальної освітленості виробляються в одній точці простору;
• при вимірах виключені переміщення та зміна орієнтації фотоголовки;
• при вимірі виключені коливання значень тла;
• Вимірювання фону та подальший вимір загальної освітленості повинні бути проведені в максимально можливий короткий час, щоб мінімізувати неминучі зміни фону в часі.

На передній панелі вимірювача є кнопки перемикача та табличка зі схемою, що зв'язує дію кнопок і насадок, що використовуються з діапазонами вимірювань.

Прилад магнітоелектричної системи має дві шкали: верхня 0-100 та нижня 0-30. На кожній шкалі точками відзначено початок діапазону вимірювань: на шкалі 0-100 точка знаходиться над позначкою 20, на шкалі 0-30 точка знаходиться над позначкою 5. Прилад має коректор для встановлення стрілки в нульове положення. На бічній стінці корпусу вимірника розташована вилка для приєднання селенового фотоелемента.

Селеновий фотоелемент знаходиться у пластмасовому корпусі та приєднується до вимірювача шнуром з розеткою, що забезпечує правильну полярність з'єднання. Для зменшення косинусної похибки застосовується насадка на фотоелемент, що складається з напівсфери, виконаної з білої пластмаси, що світить, і непрозорого пластмасового кільця, що має складний профіль. Насадка позначена буквою К, нанесеною на її внутрішній бік . Ця насадка застосовується не самостійно, а разом з однією з трьох: інших насадок, що мають позначення М, Р, Т. Кожна з цих трьох насадок спільно з насадкою До утворює три поглиначі із загальним номінальним коефіцієнтом ослаблення 10, 100, 1000 і застосовується для розширення діапазонів виміру.

Люксметр градуюється без насадок в основному діапазоні вимірів (5-30 ЛК; 20-100 ЛК) ) і має найменшу похибку вимірювання, що допускається, рівну ± 10%.

Порядок відліку значення вимірюваної освітленості

Проти натиснутої кнопки визначають обране за допомогою насадки (або без насадок) найбільше діапазонів вимірювань. При правій натиснутій кнопці, проти якої нанесені найбільші значення діапазонів вимірювань кратні 10, слід користуватися для відліку показань шкалою 0-100. При натиснутій лівій кнопці, проти якої нанесені найбільші значення діапазонів вимірювань, кратні 30, слід користуватися шкалою 0-30. Показання приладу в поділах за відповідною шкалою множать на коефіцієнт ослаблення, що залежить від насадок, що застосовуються, і зазначений на насадках М, Р, Т.

Наприклад, на фотоелементі встановлені насадки К і Р, натиснута ліва кнопка, стрілка показує 10 поділів за шкалою 0-30. Вимірювана освітленість дорівнює 10*100 = 1000 ЛК.

Для отримання правильних показань люксметра оберігайте селеновий фотоелемент від зайвого освітлення, яке не відповідає вибраним насадкам. Тому, якщо величина освітленості невідома, починайте вимірювання з установки на фотоелемент насадок К, Т.

З метою прискорення пошуку діапазону вимірювань, який відповідає показанням приладу в межах 20-100 поділів за шкалою 0-100 і 5-300, чиніть наступним чином: послідовно встановіть насадки К Т; До Р; До М і при кожній насадці спочатку натискайте праву кнопку, а потім ліву.

Якщо при насадках К М і натиснутою лівою кнопкою стрілка не доходить до 5 поділів за шкалою 0-30, виміряйте без насадок, тобто. відкритим фотоелементом.

При визначенні освітленості фотоелемент встановіть горизонтально на робочому місці, а відлік по вимірнику, також розташованому горизонтально, робіть на деякій відстані від фотоелемента, щоб тінь від вимірювання не потрапляла на фотоелемент.

При закінченні виміру:

від'єднайте фотоелемент від вимірювача люксметра;

надягніть на фотоелемент насадку Т;

покладіть фотоелемент у кришку футляра.

Освітлювальні прилади відрізняються між собою конструкцією, фізичними властивостями та технічними характеристиками. Параметри світлових приладів викликають безліч питань та суперечок, особливо одиниця виміру освітленості. Нерідко її плутають з іншими поняттями, наприклад, із силою світла чи яскравістю. Крім того, багато споживачів купують освітлювальні прилади, орієнтуючись на величину сумарного, без урахування теплових та світлових втрат.

Що таке освітленість

Поняття освітленості тісно пов'язане з величиною світлового потоку, що вимірюється у лабораторіях за допомогою спеціального обладнання. Сама освітленість може бути визначена самостійно, і її величина враховується відповідними БНіП. Для обчислення цього параметра користуються світловим потоком, що вимірюється в люменах, що знаходиться у співвідношенні з площею поверхні, що освітлюється. Він має падати на поверхню під кутом 90 градусів. Освітленість вимірюється у спеціальних одиницях - люксах (лк).

Величина світлового потоку безпосередньо впливає на фізичний і психологічний стан людини. Надто слабке освітлення пригнічує головний мозок, а надто яскраве, навпаки, діє збуджуюче на мозкові процеси. Подібний негативний вплив викликає передчасне зношування організму, згубно впливає на органи зору.

Тому при складанні проекту освітлення та розміщення приладів освітлення обов'язково використовується коефіцієнт запасу, що враховує ймовірне падіння освітленості у процесі експлуатації. Поступово оптичні компоненти зношуються, забруднюються, що призводить до зниження яскравості штучного світла. Крім того, відбувається зниження коефіцієнта природного освітлення, оскільки відбивають властивості навколишніх предметів поступово змінюються.

Освітленість насамперед вимірюється робочому місці. Одночасно визначаються звукові коливання, враховується ступінь забрудненості, електромагнітне і навіть гама-випромінювання. Результати вимірів дозволяють створити найбільш оптимальні умови праці, відповідно до санітарних норм та правил.

В яких одиницях вимірюється освітленість

На одиниці виміру освітленості слід зупинитися докладніше. Загальноприйнятою одиницею вважається люкс, що є такою освітленістю, коли на поверхню площею 1 м 2 відбувається падіння світлового потоку в 1 люмен.

Скільки ж освітленості фактично включає одиниця виміру 1 люкс? З цією метою потрібно порівняти між собою кілька стандартних параметрів, що ґрунтуються на людській фізіології, закріплених суворими медичними правилами та державними стандартами. Без їхнього дотримання неможливе затвердження будь-якого будівельного проекту.

Ступінь освітленості в 1 лк створюється звичайною свічкою, розташованою на відстані 1 м від поверхні, що освітлюється. За допомогою цього нехитрого пристрою цілком можливо з досить високою точністю відкалібрувати саморобний вимірювальний прилад - люксметр.

Як приклади порівняння можна взяти кілька відомих видів освітленості.

• Яскраве сонячне світло опівдні становитиме 100-140 тис. лк
• Небо без хмар вдень - 6200 лк
• Настільна лампа, що освітлює стіл - 500 лк
• Освітленість у тіні у сонячний день - 430 лк
• Настання сутінків у вечірній час - 70 лк
• Початок ночі з місячним освітленням – 1,5 лк.

Джерела освітлення та поверхні, що відбивають світло, не завжди виглядають у вигляді окремо взятих точок. Якщо органи зору здатні розрізнити їхню форму, то мова піде про ще одну фотометричну величину, відому як яскравість. Її фізичні властивості схожі на силу світла, однак у цьому випадку це відношення не буде абсолютним. Воно співміряється з площею, яку має поверхня, що відбиває або випромінює.

Яскравість як фізичне поняття є єдиною фотометричною величиною, яку може нормально сприймати людське око. Вона наочно проявляється у властивостях великих джерел світла, які з великої кількості точкових випромінювачів. За умови їхньої однакової яскравості, загальне світло великого приладу освітлення сприйматиметься єдиним цілим.

Перелік основних одиниць виміру

Існує кілька основних одиниць виміру, що тим чи іншим чином характеризують параметри світла. Серед них найбільш відомими та поширеними є такі:

• Світловий потік. Є потужністю випромінювання світла. Це видимий спектр випромінювання, пов'язаний зі світловим відчуттям, яке сприймається людським оком. Ця величина вимірюється в люменах (лм). Наприклад, світловий потік, що випромінюється 100-ватною лампою розжарювання, становить 1350 лм, а люмінесцентною лампою ЛБ40 - 3200 лм.
• Сила світла. Щільність світлового потоку щодо навколишнього простору. По суті є пропорцією, де світловий потік співвідноситься з тілесним кутом, у якого відбувається рівномірне розподіл випромінювання. Одиниця виміру – кандела (кд).
• Освітленість. Світловий потік, що падає на поверхню, має поверхневу щільність. Він рівномірно розподіляється і співвідноситься з площею поверхні, що освітлюється. Одиницею виміру служить - люкс (лк), що дорівнює 1 лм/1 м 2 .
• Яскравість. Є силою світла з поверхневою щільністю у встановленому напрямку. Одиниця виміру - кд/м 2 .
• Світність. Світловий потік, що випускається поверхнею з щільністю, що представляє собою відношення світлового потоку і площі поверхні, що світиться. Одиниця виміру - 1 лм/м2.

Прилади для вимірювання рівня освітленості

Рівень освітленості вимірюється приладом – люксметром. Цей невеликий переносний пристрій працює приблизно так само, як фотометр. Потік світлового випромінювання потрапляє на напівпровідниковий фоточутливий елемент і починає відривати від нього електрони, які впорядковуються. В результаті відбувається замикання електричного ланцюга. При цьому величина сили струму знаходиться в пропорційній залежності з інтенсивністю освітлення фотоелемента і відображається на шкалі аналогових пристроїв.

В даний час практично не залишилося приладів зі стрілками, їм на зміну прийшла цифрова вимірювальна апаратура. Кожен люксметр обладнаний рідкокристалічним дисплеєм та фоточутливим датчиком, розташованим в окремому корпусі. Для з'єднання між собою цих двох деталей застосовується гнучкий провід.

Перед початком вимірів освітленості люксметр встановлюється горизонтальне положення. Сучасні ГОСТи вимагають, щоб вимірювань використовувалися різні точки приміщення відповідно до встановленої схемою. Природне та штучне освітлення заміряється окремо. При виконанні процедури не допускається попадання на прилад навіть найменшої тіні. Не повинно бути поблизу будь-яких джерел електромагнітних хвиль. Всі ці фактори можуть створити перешкоди та вплинути на результати вимірів.

Отриману величину освітленості слід порівняти з параметром, встановленим ГОСТом. На підставі цих даних робляться висновки про достатню або недостатню освітленість будь-якого приміщення або території. Після проведення випробувань складається оцінний протокол.

Освітленість та світлодіодні прилади

У процесі освітлення світлодіодами виділяється велика кількість тепла. Для його розсіювання застосовуються теплопровідні конструкції з алюмінію, ребра, що охолоджують, та інші елементи, які є нейтралізаторами дії тепла. Створюючи нові світильники, фахівці обов'язково враховують взаємний зв'язок між освітленістю та втратами тепла.

Експлуатаційні складнощі з'являються, коли температура підвищується понад 50 градусів. У зв'язку з цим вимірювання слід проводити приблизно через дві години після початку роботи світлодіодних ламп. Щоб виключити похибку, вимірювання освітленості виконуються періодично протягом усього робочого дня. Подібні дослідження рекомендується проводити не менше 1 разу протягом року.