Как называется прибор для измерения освещенности

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.

Источник

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.

Люксметр что это? Его виды, устройство, характеристики и выбор

Для измерения уровня светового излучения и фактической освещенности окружающего пространства используют люксметр – специализированный электронный прибор.

Различают несколько видов этого измерительного устройства, каждый из которых имеет свою погрешность, чувствительность к конкретным спектральным излучениям.

Для чего нужен люксметр, его принцип работы, характеристики и особенности выбора – обо всем этом далее.

Назначение и принцип действия люксметра

Главное назначение прибора – произведение замеров уровня освещенности в требуемой точке пространства.

Там, где используется люксметр, можно без труда производить корректировку этого показателя, который зависит от:

Прибор активно применяться в следующих случаях:

При работе прибора световой поток определенного спектра преобразовывается в электрический ток с соответствующими интенсивности первого характеристиками.

Результаты выводятся на экран устройства.

С учетом того, как работает люксметр, имеет смысл использовать модели, позволяющие выбирать рабочий режим под конкретный световой спектр.

Принцип работы устройства:

• Электроны фотоэлемента, изготовленного из полупроводника, активизируются под действием света. Чем ярче световой поток, тем активнее высвобождаются электроны.

• Пропускная способность фотоэлемента изменяется, что регистрирует электроника прибора, которая, после обработки процессором, отображается на экране.

• Измеритель освещенности в работе выдает результаты, корректность которых зависит от правильности ориентирования датчика относительно светового потока.

Устройство и характеристики

Основной элемент люксметра – полупроводниковый фотоэлемент, передающий энергию световых квантов электронам.

Образующийся электрический поток, в зависимости от типа прибора, либо преобразуется гальванометром, провоцируя движение стрелки указателя, либо трансформируется оптико-электронным конвертером в цифровой вид с последующим отображением результата на дисплее.

Иными словами, классический люксметр состоит из преобразователя и фотодатчика, которые могут быть выполнены моноблоком или раздельными модулями, соединенными проводом.

Уровень освещенности измеряется в люксах, а шкала излучения имеет диапазон от десятой части до нескольких сотен тысяч.

При этом 1 люкс соответствует освещенности в 1 люмен на площади в 1 квадратный метр.

Соответственно единица измерения люксметра – люксы, а люмены указывают на интенсивность светового потока.

Материал

Корпус портативного прибора изготавливается из долговечного и надежного пластикового материала.

Для удобства удержания некоторые модели имеют прорезиненные накладки.

В случае раздельной компоновки, фотодатчики также скрыты пластиковым корпусом.

Размеры и вес

Вес большинства портативных люксметров составляет 0,1 – 0,5 кг, в зависимости от размеров аккумуляторной батареи.

Ориентировочные размеры приборов:

Точность, погрешность и поверка

Государственная поверочная схема для люксметров в полной мере описана в ГОСТ 8.023-2014.

Первичная поверка внесенных в Госреестр СИ РФ приборов осуществляется после их ремонта, либо непосредственно до ввода в эксплуатацию.

Периодическая поверка в большинстве случаев выполняется раз в год.

Включает в себя проверку точности и всех погрешностей устройства.

Калибровка, кроме прочего, подразумевает спектральную коррекцию его фотодатчика.

Виды люксметров и их цена

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

Конструктивно они делятся на:

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

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

В зависимости от типа индикатора приборы бывают:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Цена люксметров сильно зависит от рабочих диапазонов.

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

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

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

Какой люксметр лучше и как его выбрать?

Выбор люксметра начинается с постановки правильных задач, которые должен решать этот измерительный прибор.

Критерии, на которые следует ориентироваться:

• Рабочий диапазон и спектральная чувствительность. Каждый прибор способен работать только с определенным типом излучения, например, ультрафиолетовым, или же светом от неоновых ламп. Существуют универсальные приборы, где для настройки интервала измерения предусмотрен специальный переключатель. Индикатор перегрузки позволит определить превышение диапазона измерений.

• Дополнительные функции. Некоторые модели, кроме работы со световым потоком, способны измерять температуру окружающей среды, уровень шума и даже давление воздуха. Ценник на подобные варианты приборов заметно выше, однако, одно такое устройство способно заменить сразу несколько разнотипных измерителей, суммарная стоимость которых по отдельности будет еще выше.

• Размеры. Портативными устройствами, которые легко помещаются в одной руке, пользоваться гораздо удобнее.

• Экран. Его размеры напрямую влияют на удобство считывания данных. Подсветка дисплея, если она предусмотрена, позволит работать с люксметром при недостаточной освещенности.

• Питание. Преимущество следует отдать приборам с автономным источником питания, так как он позволит проводить измерения в абсолютно любых условиях, независимо от наличия бытовой сети.

• Подключение к ПК. Для профессиональных приборов подобная функция обязательна.

Если требуется проводить оперативные замеры, например, при настройке осветительных систем, достаточно иметь под рукой хороший недорогой люксметр типа моноблок.

Его ресурсов будет достаточно и для проведения инспектирования.

При необходимости провести оценивание условий труда, профессиональные модели с выносным датчиком будут более эффективными, так как они обладают более высокой точностью измерений и меньшей погрешностью.

Зачастую такие люксметры оборудованы встроенной памятью и могут хранить результаты измерений.

Кроме того, если планируется профессиональное использование, обязательно внесение в Госреестр, что гарантирует соответствие всем заявленным техническим характеристикам.

Что нужно знать о люксметрах?

При проведении измерений люксметром, важно знать о некоторых особенностях его работы:

Из-за высокой стоимости профессиональных люксметров, покупать их для проведения единичных замеров нецелесообразно.

Выгоднее взять прибор в аренду на требуемое время у специализированных компаний, занимающихся продажей геодезического и контрольно-измерительного оборудования.

Модели, предоставляемые подобными фирмами, всегда имеют актуальную поверку.

Производители

Так как люксметр – технически сложный измерительный прибор, при выборе предпочтение следует отдавать проверенным производителям, среди которых: