Одна из важнейших характеристик, влияющая на работоспособность человека - яркость света. Данная характеристика равна отношению силы света в конкретном направлении к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную оси наблюдения. Единица измерения яркости - кандел на квадратный метр (кд/м 2). Яркость характеризует пространственное и поверхностное распределение светового потока. Для измерения яркости используются специальные приборы - яркомеры.
Измеритель яркости преобразует световой поток, создаваемый естественным или искусственным источником освещения, в непрерывный электрический сигнал, пропорциональный уровню освещенности. Эта информация выводится на табло прибора для измерения яркости в виде цифрового значения.
Прежде всего, измерение яркости необходимо для контроля уровня светового ощущения глаз человека. Недостаточная или избыточная яркость способна вызывать быструю утомляемость, ухудшение зрения и, как следствие, полную или частичную потерю работоспособности. Современный яркомер необходим для того, чтобы контролировать и своевременно реагировать на изменения данного параметра. При этом необходимо помнить, что свет, генерируемый источником, должен иметь такое спектральное распределение плотности энергетической яркости, которое обеспечивало бы однозначное присвоение ему того или иного цвета. Необходимость постоянного контроля обусловлена использованием современной техники - ЖК мониторов, телевизоров, ламп дневного света, внедрение светодиодных светильников.
Яркомер - прибор первой необходимости в службах охраны труда и обеспечения техники безопасности. Яркомеры широко используются в кинотеатрах, научных центрах, образовательных и медицинских учреждениях, музеях и библиотеках. Все без исключения, они отличаются компактными размерами и небольшим весом.
Метод измерений - прием или совокупность приемов сравнения измеряемой величины с ее единицей или шкалой в соответствии с реализованным принципом измерений. По общим приемам получения результатов измерений методы различают на: прямой и косвенный. Прямой метод измерений - измерение, при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных. Прямые измерения не требуют методики выполнения измерений (МВИ) и проводятся по эксплуатационной документации на применяемое средство измерений. Подтверждение соответствия этих методик обязательным метрологическим требованиям осуществляется в процессе утверждения типов данных средств измерений (ГОСТ Р 8.563-2009 Государственная система обеспечения единства измерений. Методики (методы) измерений). В соответствии с Законом РФ « Об обеспечении единства измерений» (статья 9), измерения должны выполняться в соответствии с аттестованными в установленном порядке методиками. «Измерения, относящиеся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, должны выполняться по аттестованным методикам (методам) измерений, за исключением методик (методов) измерений, предназначенных для выполнения прямых измерений…» (Из ФЗ № 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений» часть 1 статьи 5).
Выбор прибора, осуществляющего измерение яркости, зависит от поставленных перед ним задач. Например, «ТКА - ПКМ» (09) совмещает в себе функции яркомера (накладным методом), люксметра и пульсметра, и позволяет осуществлять комплексный контроль над всеми параметрами освещения на рабочем месте. Кинопроекционный яркомер «ТКА-ЯР» незаменим при монтаже кинопроекторов и оборудования в кинозалах, а спектроколориметр «ТК-ВД»/01 - позволит не только контролировать яркость киноэкранов, но и измерит цветовые характеристики цифровых кинопроекторов. Яркомеры предназначены для яркости самосветящихся объектов указанным в паспорте методом.
При покупке такого прибора для измерения яркости необходимо обратить внимание на сертификаты его соответствия действующим санитарным правилам и государственным стандартам. Научно-техническое предприятие «ТКА», основанное в 1991 году, занимается разработкой и изготовлением оптических измерительных приборов. Благодаря собственной научно-исследовательской и производственной базе, НТП «ТКА» является признанным лидером в области производства и поставки технических средств для контроля параметров освещения.
2014-04-03 Все статьи
Свет - это то, без чего на Земле ничто не способно было бы существовать. Как и все физические величины, его можно исчислить, а значит, существует единица измерения светового потока. Как же она называется и чему равна? Давайте найдем ответы на эти вопросы.
Что называется «световой поток»
Прежде всего, стоит разобраться, что в физике именуется этим термином.
Световой поток - мощность излучения света, оцениваемого по производимому им световому ощущению с точки зрения человеческого глаза. Это количественная характеристика излучения источника света.
Численно рассматриваемая величина равна энергии светового потока, проходящего через определенную поверхность за единицу времени.
Единица измерения светового потока
В чем же измеряется рассматриваемая физическая величина?
Согласно действующим нормам СИ (Международной системы единиц), для этого используется специализированная единица под названием люмен.
Данное слово было образовано от латинского существительного, означающего "свет" - lūmen. Кстати, от этого слова также возникло и название тайной организации «Иллюминаты», которая стала предметом всеобщего интереса несколько лет назад.
В 1960 г. люмен официально начал использоваться во всем мире, как единица измерения светового потока, и остается таковым и до сегодня.
В сокращенном виде в российском языке эта единица записывается как «лм», а в английском - lm.
Стоит отметить, что во многих странах мощность света лампочек измеряется не в ваттах (как на просторах бывшего СССР), а именно в люменах. Иными словами, заморские потребители считают не количество потребляемой энергии, а силу излучаемого света.
Кстати, из-за этого на упаковках большинства современных энергосберегающих лампочек есть информация об их характеристиках и в ваттах, и в люменах.
Формула
Рассматриваемая единица измерения светового потока численно равна свету от точечного изотропного источника (с силой в канделу), излучаемому в телесный угол, равный одному стерадиану.
В виде формулы это выглядит таким образом: 1 лм = 1кд x 1 ср.
Если учесть, что полная сфера образует телесный угол 4П ср, получается, что полный световой поток указанного выше источника с мощностью в одну канделу равен 4П лм.
Что такое «кандела»
Узнав о том, люмен - это что, стоит обратить внимание на единицу связанную с ним. Речь идет о кд - то есть канделе.
Данное название было образовано от латинского слова «свеча» (candela). С 1979 г. и по сей день она является согласно СИ (Международной системе единиц).
Фактически одна кандела - это сила света, излучаемая одной свечой (отсюда и название). Стоит отметить, что в русском языке долгое время вместо термина «кандела» употреблялось слово «свеча». Однако такое название устарело.
Из предыдущего пункта ясно, что люмен и кандела связаны между собою (1 лм = 1 кд x 1 ср).
Люмены и люксы
Рассматривая особенности такой световой величины как люмен, стоит обратить внимание на такое близкое к ней понятие как «люкс» (лк).
Как и канделы с люменами, люксы тоже относятся к светотехническим единицам. Лк - это единица измерения освещенности, используемая в системе СИ.
Взаимосвязь люкса и люмена выглядит следующим образом: 1 лк равен 1 лм светового потока, равномерно распределенного на поверхности в 1 квадратный метр. Таким образом, помимо приведенной выше формулы люмена (1 лм = 1кд х 1 ср), у этой единицы есть еще одна: 1 лм = 1 лк/ м 2 .
Говоря более простым языком, люмен - это показатель количества излученного света определенным источником, например, той же самой лампочкой. А вот люкс показывает, насколько реально светло в помещении, так как далеко не все световые лучи достигают освещаемой поверхности. Иными словами, люмен - свет, вышедший из источника, люкс - то количество его, которое действительно дошло до освещаемой поверхности.
Как уже было сказано, не всегда весь излученный свет достигает освещаемой поверхности, ведь часто на пути таких лучей встречаются преграды, создающие тени. И чем больше их на пути, тем меньшая освещенность.
К примеру, при постройке библиотечного зала в нем повесили множество лампочек. Общая освещенность этого пустого помещения была равна 250 лк. Но когда ремонтные работы были завершены и в зал внесли мебель, уровень света упал до 200 лк. Это притом, что лампочки, как и прежде, выдавали столько же люменов световой энергии. Однако на пути каждого ее луча теперь появились преграды в виде стеллажей с книгами и другой библиотечной мебели, а также посетителей и работников. Таким образом, они поглощали часть излученного света, уменьшая общее количество освещенности к зале.
Приведенная в качестве примера ситуация не является исключением в своем роде. Поэтому при постройке любых новых зданий или оформлении интерьера уже имеющихся всегда важно учитывать его освещенность. Для большинства учреждений даже есть система норм освещенности, естественно, она измеряется в люксах.
В современном мире есть несколько программ, в которых можно не только смоделировать дизайн комнаты своей самостоятельно, но и просчитать, насколько она будет светла. Ведь от этого зависит зрение ее обитателей.
Люмен и ватт
В прошлом в нашей стране при выборе лампочки ориентировались на количество ватт, которые она потребляет. Чем из больше - тем лучше светил данный прибор.
Сегодня, даже на отечественных просторах, все чаще мощность излучения ее измеряют в люменах. В связи с этим некоторые полагают, что лм и Вт - это величины одного рода, а значит, люмены в ватты и наоборот можно свободно переводить, как и некоторые другие единицы системы СИ.
Такое мнение не совсем верно. Дело в том, что обе рассматриваемые единицы измерения используются для разных величин. Так, ватт - это не световая, а энергетическая единица, показывающая мощность источника освещения. В то время как люмен показывает, сколько света излучаем конкретный прибор.
К примеру, обычная лампа накаливания, потребляющая 100 ватт, выдает свет в 1340 люменов. При этом более совершенная (на сегодняшний день) светодиодная ее «сестра» при потреблении всего 13 Вт выдает 1000 лм. Таким образом, получается, что светосила лампочки не всегда находится в прямой зависимости от количества и мощности поглощенной ею энергии. Важную роль в этом вопросе играет и используемое для освещения вещество в приборе. А значит, прямой зависимости между люменами и ваттами нет.
При этом данные величины действительно связаны между собою. Светоотдача любого источника света (взаимозависимость потребляемой энергии к выдаваемому количеству света) измеряется в люменах на ватт (лм/Вт). Именно эта единица является свидетельством эффективности того или иного осветительного прибора , а также его экономичности.
Стоит отметить, что при большой необходимости все же можно осуществить перевод люменов в ватты и наоборот. Но для этого нужно учитывать несколько дополнительных нюансов.
- Характер источника света. Какая лампа используется в расчетах: накаливания, светодиодная, ртутная, галогенная, флуоресцентная и т.д.
- Светоотдачу прибора (сколько потребляет ватт и какое количество люменов выдает при этом).
Однако чтобы не осложнять себе жизнь, для проведения подобных расчетов можно просто применять онлайн-калькулятор или скачать себе подобную программу на компьютер или другой прибор.
Кратные единицы люмена
Люмен, как и все его "сородичи" в системе СИ, имеет ряд стандартных кратных и дольных единиц. Одни используются для простоты расчетов, когда приходиться иметь дело либо со слишком малыми, либо со слишком большими величинами.
Если речь идет о последних, то они записываются в виде позитивной степени, если о первых - в виде отрицательной. Так, самая большая кратная единица люмена - иотталюмен - равен 10 24 лм. Его чаще всего применяют, при характеристике космических тел. Например, световой поток Солнца равен 36300 Илм.
Чаще всего применяются четыре кратные единицы: килолюмен (10 3), мегалюмен (10 6), гигалюмен (10 9) и тералюмен (10 12).
Дольные единицы люмена
Самой малой дольной единицей люмена является иоктолюмен - илм (10 -24), однако, как и иотталюмен, он практически не используется в реальных расчетах.
Наиболее часто используются такие единицы - миллилюмен (10 -3), микролюмен (10 -6) и нанолюмен (10 -9).
Свет и излучение
Под светом понимают электромагнитное излучение, вызывающее в глазу
человека зрительное ощущение. При этом речь идет об излучении в
диапазоне от 360 до 830 нм, занимающем мизерную часть всего известного
нам спектра электромагнитного излучения.
Световой поток Ф
Единица измерения: люмен* [лм]. Световым потоком Ф называется вся
мощность излучения источника света, оцениваемая по световому ощущению
глаза человека. Обычная лампа накаливания мощностью 100 Вт создаёт
световой поток, равный примерно 1300 лм. Компактная люминесцентная
лампа дневного света мощностью 26 Вт создаёт световой поток, равный
примерно 1600 лм. Световой поток Солнца равен 3,8 ? 1028 лм.
Сила света I
Единица измерения: кандела** [кд]. Источник света излучает световой
поток Ф в разных направлениях с различной интенсивностью. Интенсивность
излучаемого в определенном направлении света называется силой света
I.
Освещенность Е
Единица измерения: люкс*** [лк]. Освещенность Е отражает соотношение
падающего светового потока к освещаемой площади. Освещенность равна
1 лк, если световой поток 1 лм равномерно распределяется по площади
1м2
Яркость L
Единица измерения: кандела на квадратный метр [кд/м2]. Яркость света
L источника света или освещаемой площади является главным фактором
для уровня светового ощущения глаза человека.
Цветовая температура
Единица измерения: Кельвин**** [K]. Цветовая температура источника
света определяется путем сравнивания с так называемым "черным
телом" и отображается "линией черного тела". Если
температура "черного тела" повышается, то синяя составляющая
в спектре возрастает, а красная составляющая убывает. Лампа накаливания
с тепло-белым светом имеет, например, цветовую температуру 2700
K, а люминесцентная лампа с цветностью дневного света - 6000 K.
Распространенные цветности света
Существуют следующие три главные цветности света: тепло-белая
5000 K.
Цветопередача
В зависимости от места установки ламп и выполняемой ими задачи искусственный
свет должен обеспечивать возможность наиболее лучшего восприятия
цвета (как при естественном дневном свете). Данная возможность определяется
характеристиками цветопередачи источника света, которые выражаются
с помощью различных степеней "общего коэффициента цветопередачи"
Ra. Коэффициент цветопередачи отражает уровень соответствия естественного
цвета тела с видимым цветом этого тела при освещении его эталонным
источником света. Для определения значения фиксируется Ra сдвиг
цвета с помощью восьми указанных в DIN 6169 стандартных эталонных
цветов, который наблюдается при направлении света тестируемого источника
света на эти эталонные цвета. Чем меньше отклонение цвета излучаемого
тестируемой лампой света от эталонных цветов, тем лучше характеристики
цветопередачи этой лампы. Источник света с показателем цветопередачи
Ra = 100 излучает свет, оптимально отражающий все цвета, как свет
эталонного источника света. Чем ниже значение Ra, тем хуже передаются
цвета освещаемого объекта.
* Один люмен равен световому потоку, испускаемому точечным изотропным источником, c силой света, равной одной канделе, в телесный угол величиной в один стерадиан (1 лм = 1 кд х ср). Полный световой поток, создаваемый изотропным источником, с силой света одна кандела, равен 4п люменам.
** Канде?ла (обозначение: кд, cd; от лат. candela - свеча) равна силе света, испускаемого в заданном направлении источником монохроматического излучения частотой 540·1012 герц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет (1/683) Вт/ср.
*** Люкс (обозначение: лк, lx) - единица измерения освещённости, равен освещённости поверхности площадью 1 м? при световом потоке падающего на неё излучения, равном 1 лм
**** Ке?львин (обозначение: K) - единица измерения температуры, один кельвин равен 1/273,16 термодинамической температуры тройной точки воды. Начало шкалы (0 К) совпадает с абсолютным нулём. Пересчет в градусы Цельсия. С = K - 273,15
Люкс (единица освещённости)
Люкс
(от латинского lux ≈ свет), единица освещённости в Международной системе единиц
. Сокращённое обозначение: русское лк, международное lx. 1 Л. ≈ освещённость поверхности площадью 1 м2
при световом потоке падающего на неё излучения, равном 1 лм.
═
1 Л. = 10-4
фот
(единица освещённости СГС системы единиц
).
Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .
Смотреть что такое "Люкс (единица освещённости)" в других словарях:
Люкс (обозначение: лк, lx) единица измерения освещённости в системе СИ. Люкс равен освещённости поверхности площадью 1 м² при световом потоке падающего на неё излучения, равном 1 лм. Кратные и дольные единицы Десятичные кратные и дольные единицы … Википедия
1. люкс, неизм. (роскошно оборудованный); каюталюкс 2. люкс, а (номер в гостинице, каюта, купе и т. п. высшей категории); жить в люксе 3. люкс, а; р. мн. ов, счётн. ф. люкс (единица освещённости) … Русское словесное ударение
1. ЛЮКС, а; м. [от лат. lux свет] Физ. Единица измерения освещённости. 2. ЛЮКС [от франц. luxe роскошь]. I. неизм.; в зн. прил. Роскошно, комфортабельно оборудованный, отличающийся высоким качеством. Купе л. Каюта л. Гостиница л. II. а; м. Разг.… … Энциклопедический словарь
1) (лат. lux свет) единица освещенности в международной системе единиц (си), равная освещенности поверхности площадью в 1 м2 при световом потоке падающего на нее излучения, равном 1 люмену; сокр. обозначения: лк, lx. 2) (фр. luxe роскошь лат.… … Словарь иностранных слов русского языка
ЛЮКС, а, муж. (спец.). Единица освещённости. II. ЛЮКС 1. а, муж. Лучший по оборудованию, обслуживанию номер гостиницы, вагон, салон, каюта. Жить (ехать, плыть) в люксе. 2. неизм. Высшего класса, разряда, сорта. Каюта л. Шоколад л. Ателье л. |… … Толковый словарь Ожегова
ЛЮКС 1, а, м. (спец.). Единица освещённости. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
У этого термина существуют и другие значения, см. Люкс (значения). Запрос «лк» перенаправляется сюда; см. также другие значения. Люкс (от лат. lux свет; русское обозначение: лк, международное обозначение: lx) единица измерения… … Википедия
I (франц. luxe роскошь, великолепие, от латинского luxus пышность) обозначение роскошно оборудованных магазинов, гостиниц, купе, кают, некоторых товаров. II (от латинского lux свет) единица освещённости в Международной системе… … Большая советская энциклопедия
Яркость и контрастность - важнейшие параметры монитора, во многом характеризирующие качество изображения на экране. Под яркостью понимается яркость белого цвета в центре экрана, под контрастностью - отношение уровня белого цвета к уровню черного. Величина максимальной яркости свидетельствуют о способности нормально продемонстрировать изображение при сильном наружном освещении.
Уровень яркости мониторов измеряют в канделах на квадратный метр. Типичные значения максимальной яркости для ЖК-мониторов от 250 до 450 кд/кв.м, для ЭЛТ-мониторов - до 250 кд/кв.м.
Яркость и контрастность тесно взаимосвязаны, это две стороны одной медали. Если монитор позволяет регулировать яркость в широких пределах, тем самым увеличивается значение контрастности.
Упрощенный метод вычисления контрастности: поделить разницу в интенсивности черного и белого цвета на интенсивность черного. Например, если максимальная яркость составляет 300 кд/м2, а минимальная - 1 кд/м2, то отношение контрастности составит (300 - 1)/1 = 299:1. Паспортное значение контрастности для ЖК-мониторов составляет до 1000:1, для типичных ЭЛТ-мониторов до 500:1.
В ЖК-мониторах в силу принципа действия ячеек (играющих роль затвора) реально увеличить яркость можно только повышением интенсивности подсветки. Увеличить контрастность можно за счет полного перекрытия затвора (ячейки), добиваясь идеально черного цвета.
Требуемая величина яркости зависит от конкретных задач и внешнего освещения. Для работы с текстом достаточно яркости 70-130 кд/кв. м, для игр - 150-200 кд/кв. м, для просмотра фильмов днем - от 300 кд/ кв.м.
Следует обратить внимание на механизм регулировки яркости монитора. В жидкокристаллических мониторах применяют разные методы: управление поляризацией жидких кристаллов в ячейках или изменение яркости подсветки. Иногда используют комбинированный метод: снижают яркость относительно некоего среднего уровня за счет поляризации, а повышают за счет роста интенсивности свечения лампы. Механизм управления яркостью за счет интенсивности подсветки работает «честно», то есть не деформирует соотношение оттенков цвета различной яркости. Управление яркостью за счет поляризации - механизм не совсем честный, поскольку искажает градации оттенков, что легко заметить по слиянию оттенков цвета в самых темных и самых светлых областях изображения.
Субъективную качественную оценку соотношения яркости и контрастности дает «прокручивание» типовых приложений при типичном для них уровне яркости. Не следует ориентироваться на паспортные значения монитора, поскольку они получены производителем на предельных установках параметров, что неприменимо в практической деятельности.
Люксметр - прибор для измерения освещенности, яркости и пульсаций. Он необходим для определения качественных характеристик света. Тусклое освещение и высокий коэффициент пульсации вызывают напряжение органов зрения , что негативно сказывается на общем состоянии организма: появляется усталость, необъяснимая депрессия, другие неприятные ощущения. Главный элемент люксметра - фотодатчик. Попадающие на него лучи света передают свою энергию электронам, в результате чего возникает ток определенной силы, характеризующий степень яркости или освещенности.
Из этой статьи вы узнаете, как пользоваться люксметром, зачем нужно проводить измерения и какие меры необходимо предпринять, чтобы освещение вашего рабочего места, квартиры, загородного дома, дачи и других мест пребывания, соответствовало санитарным нормам. Мы рассмотрим измерение коэффициента пульсаций, освещенности и яркости - условия, при которых необходимо определять эти параметры, а также их влияние на человеческий организм.
Измерение коэффициента пульсаций
Коэффициент пульсации потока света - показатель, характеризующий неравномерность светового потока. Различают пульсацию освещенности и пульсацию яркости. Обе характеристики измеряют в процентах. Допустимые уровни коэффициента пульсации регламентируются актуализированной редакцией СП 52.13330.2011 "Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция СНиП 23-05-95" и СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03. В результате медицинских исследований, учеными установлено, что человеческой глаз воспринимает пульсации частотой до 300 Гц - они воздействуют на мозг, в результате чего происходит подавление природных биоритмов ЦНС, нарушения гормонального фона, другие отклонения в деятельности жизненно важных систем организма.
Измерять пульсацию необходимо у всех осветительных приборов и устройств, оснащенных дисплеями: ноутбуков, планшетов, смартфонов и мобильных телефонов, а так же у настольных и потолочных ламп и прочих источников света. Для измерения коэффициента пульсаций освещённости необходимо:
- положить люксметр-пульсметр на рабочий или школьный стол, на пол или любую другую поверхность, при этом световой поток должен падать на фотодатчик;
- если используется многофункциональное устройство, например, RADEX LUPIN, тогда достаточно перейти в режим пульсметра - нажать кнопку «P»;
- считать результат с дисплея.
Для измерения пульсаций мониторов, экранов, светодиодных и других ламп необходимо:
- люксметр-пульсметр поднести как можно ближе к объекту измерений при этом фотодатчик должен быть направлен в сторону измеряемого объекта;
- если используется многофункциональное устройство, например, RADEX LUPIN, тогда достаточно повернуть фотодатчик в сторону объекта измерений и перевести люксметр в режим пульсметра - нажать кнопку «P»;
- считать результат с дисплея.
На достоверность результатов измерений могут повлиять следующие факторы:
- наличие дополнительных источников света;
- перемещение пульсметра при выполнении измерений - прибор должен оставаться неподвижным;
- прочие помехи - перемещающиеся поблизости предметы и люди, в том числе падающие листья, пролетающие птицы и насекомые и т. д..
Важно! Для точных измерения пульсации люминесцентных, светодиодных и газоразрядных ламп необходимо выждать 5 минут, пока они не выйдут на стабильный режим работы. Намного удобнее работать с пульсметром RADEX LUPIN, так как он оснащен поворотным фотоэлементом.
В соответствии с СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 предельно допустимое значение пульсаций для мастерских, санузлов и зон ожидания составляет 20 %, для офисов - 15 %, жилых комнат и спален - по 10%, детских, рабочих мест операторов ПК, кабинетов и библиотек - 5 %. Важно помнить, мы не всегда в состоянии увидеть, как мерцает лампа, но превышение допустимого уровня коэффициента пульсации негативно сказывается и на состоянии нервной системы, и на работоспособности, и на настроении.
Измерение освещенности
Освещенность - физическая величина, представляющая собой отношение светового потока, падающего на единицу площади, не зависит от направления. Единица измерения - Лк (лм/м2). Измерение освещенности люксметром позволяет проверить условия труда и быта, создать подходящие условий для растений и животных, определить характеристики видеоаппаратуры:
- люксметр необходимо поместить горизонтально в точке измерения, если необходимо определить освещенность рабочего места - прибор надо положить на стол так, чтобы фотодатчик был направлен к источнику или источникам света;
- при использовании люксметра RADEX LUPIN, нужно перейти в режим измерения освещенности - нажать кнопку «E»;
- считать результат с дисплея.
Измеритель освещенности определяет количество света, попадающего на поверхность со всех источников, поэтому если необходимо узнать параметры определенного осветительного прибора, все остальные необходимо выключить.
В соответствии с САНПИН 2.2.1/2.1.1.1278-03 минимальная освещенность парт (столов для хобби), комнат для инженеров - составляет 500 Лк, комнат для групповых занятий дошкольников, поверхности компьютерных столов и в читальных залах - 400 Лк, кабинетов, библиотек и слесарных мастерских - 300 Лк.
Плохая освещенность способствует развитию близорукости и других проблем со зрением, вызывает усталость, негативно сказывается на производительности труда. Особое внимание необходимо уделять освещению учебных мест, так как во время чтения, письма или работе на компьютере при недостатке света глаза сильно перенапрягаются. Для измерения освещенности не надо приглашать профессионалов, достаточно обзавестись люксметром RADEX LUPIN. Стоит не дорого, как обычный бытовой люксметр, зато по точности измерений не уступает профессиональному измерительному оборудованию.
Измерение яркости
Яркость - интенсивность излучения света поверхностью источника света, измеряется в кандел на м 2 . Зависит от отражающей способности покрытия. Так, при одной и той же освещенности яркость может отличаться. Низкая или чрезмерно высокая яркость осветительных устройств и экранов может вызывать дискомфорт. В результате снижается способность к концентрации внимания, падает производительность труда.
В основном измеряют яркость мониторов, экранов и дисплеев. Определить этот параметр у осветительных приборов сложнее - из-за криволинейности поверхности затруднительно получить достоверный результат, кроме того, высокая яркость не гарантирует достаточной освещенности. Измерение этого параметра бытовым яркомером RADEX LUPIN осуществляется накладным способом:
- перейти в режим измерения яркости - в RADEX LUPIN необходимо нажать кнопку «L»;
- вывести на экран белый фон;
- установить фотоэлемент как можно ближе к измеряемому монитору, дисплею или лампе, если осветительный прибор нагревается, держать его на расстоянии 1 см от поверхности;
- считать результат.
При проведении измерений прибор следует удерживать неподвижно. С целью повышения достоверности результата необходимо определить яркость в нескольких точках лампы или экрана, после чего рассчитать усредненное значение. При работе на ПК рекомендуется, чтобы в поле зрения не находилось источников света, яркостью более 200 кд/м2.
Программное обеспечение RadexLight для люксметра RADEX LUPIN
Анализ параметров освещения намного удобнее проводить с помощью бесплатного программного обеспечения RadexLight. Для этого необходимо скачать RadexLight - софт распространяется бесплатно. Программу можно скачать со страницы описания люксметра.
Функции программы:
- получение информации о световом потоке;
- построение частотного спектра пульсаций;
- вывод параметров измерения;
- определение коэффициента пульсации;
- отключение фильтра 300 Гц - данная функция предусмотрена только в программе, на приборе она отсутствует.
Информация на монитор выводится в виде графиков, что позволяет получить полное представление об амплитуде, частоте и форме светового потока.
Как улучшить качество освещения?
Чаще всего отклонения в работе осветительных приборов вызваны их низким качеством. Высокая пульсация характерна для недорогих люминесцентных ламп с электромагнитной регулировкой пуска. В устройствах с электронными пускорегулирующими аппаратами уровень пульсаций ниже. Лучший способ понизить уровень пульсации - заменить лампы или светильник. Чтобы измерить мерцание светодиодной лампы и проверить качество светодиодных и других ламп, а точнее их характеристик при покупке, можно компактным люксметром RADEX LUPIN, который обеспечивает высокую точность измерений.
Для снижения пульсации дисплеев и экранов придется поэкспериментировать с настройками. Например, повышать яркость до тех пор, пока уровень пульсаций не станет нормальным. Одновременно с этим можно подстроить цветовую палитру таким образом, чтобы при взгляде на экран не возникало дискомфортных ощущений. Для повышения освещенности можно заменить лампы или помимо основного источника света использовать вспомогательные: настольные лампы или бра.
Чем измерять параметры ЛАМП
В соответствии с ГОСТ Р 54944-2012 для измерения освещенности необходимо использовать приборы с максимальной погрешностью 10 %. Как правило этому требованию соответствуют дорогостоящие люксметры, стоимость которых настолько высока, что их не приобретают для измерения параметров света в бытовых условиях. Так было до недавнего времени, пока не появился люксметр RADEX LUPIN
, с помощью которого можно определить освещенность, коэффициент пульсации и яркость. Погрешность измерений составляет 10 %.
Министерство образования Российской Федерации
Волгоградский государственный технический университет
Кафедра «Техническая эксплуатация и ремонт автомобилей»
СЕМЕСТРОВАЯ РАБОТА
по дисциплине «Основы научных исследований»
Тема: «Яркость»
Вариант: 75
Студент: Мелихов Владимир Александрович
Группа: АТ-312
Направление: 5521 «Эксплуатация транспортных средств»
Преподаватель: Зотов Николай Михайлович
Дата сдачи на проверку: ___________
Роспись студента: ___________
Волгоград 2003
Характеристика яркости…………………………………………………….3
Способы, датчики и приборы, используемые для измерения яркости и их принципы работы………………………………………………………8
Примеры измерения яркости при производстве, испытании, диагностировании, техническом обслуживании и ремонте автомобилей или их элементов………………………………………11
Список литературы………………………………………………………...12
Характеристика яркости
Яркость излучающей поверхности в астрономии и в физике определяется одинаково. Это понятие применимо только для протяженных (неточечных) источников, поскольку в ней присутствует площадь излучающей поверхности. Так как сила света убывает пропорционально квадрату расстояния до источника, а телесный угол, под которым видна проекция излучающей площадки, также убывает по тому же закону, то яркость источника не зависит от расстояния до него и в астрономии часто измеряется как поток с 1 кв. секунды дуги видимой поверхности источника или же как освещенность, создаваемую таким участком видимой поверхности источника.
Если попытаться дать определение яркости, то оно может звучать так:
Яркость – это фотометрическая величина, характеризующая излучательную способность протяжённых тел в данном направлении.
Яркость тела в данном направлении определяется энергией, излучаемой в единицу времени внутри единичного телесного угла элементом поверхности тела, проекция которого на плоскость, перпендикулярную выбранную направлению, имеет единичную площадь. За единицу яркости в Международной системе единиц (СИ) принят 1 кандела на квадратный метр – яркость поверхности, каждый квадратный метр которой излучает в перпендикулярном к ней направлении в пределах угла 1 стерадиан поток, равный 1 люмену. В астрономии яркость часто измеряется видимой звёздной величиной поверхности площадью в одну квадратную секунду дуги. Ранее в Международной системе единиц (СИ) за единицу яркости принимали 1 нит (1 нт=10кд/м 2).
Для примера яркость ночного неба составляет около 21.6 квадратной секунды дуги, то есть около 2·10 -4 нт, яркость видимой поверхности Солнца сотавляет около 150000 квадратных секунд дуги (примерно 1,4 нт), а средняя яркость полной Луны - примерно 0.25 квадратных секунд дуги (около 2,3·10 -6 нт).
Если подходить к определению яркости с точки зрения физического смысла, то можно дать следующее определение: Яркость поверхности – световой поток d Ф , исходящий из площадки dS в рассматриваемом направлении, отнесенный у единице телесного угла и к единице видимой величины площадки, т. е. dS cosq :
,где dZ = d Ф/ d W – сила света площадки dS (рис. 1). Буква В снабжена индексом q , так как яркость зависит от угла q , под которым рассматривается площадка dS .
 |
При рассмотрении полного светового потока, посылаемого единицей светящейся поверхности в одну сторону необходимо ввести такое понятие как светимость
Светимостью К называется полный световой поток, посылаемый единицей светящейся поверхности в одну сторону, т. е. в телесный угол W =2 p . Единица измерения светимости в Международной системе единиц (СИ) такая же, что и единица освещенности, то есть люмен на квадратный метр (лм/м 2). Так как световой поток с единицы поверхности в телесный угол d W равен d Ф= B q cos q d W , то
(1.15)
Для поверхностей, излучающих по закону Ламберта (т. е. поверхностная яркость не зависит от направления излучения), яркость В q =В не зависит от угла q , поэтому
К= p В
Так как световой поток, который в том числе характеризует яркость, прежде всего, воспринимается человеком посредством органов зрения, то есть глаз, то необходимо рассмотреть как он воспринимается человеком. При действии света на глаз возникает раздражение сетчатки. От сетчатки возбуждение передается в зрительный нерв и далее в мозг, вызывая ощущение света. Свойство зрительного ощущения, согласно которому предметы кажутся испускающими больше или меньше света, называется светлотой . Как мы уже знаем, на сетчатку попадают только определенные доли всей световой энергии, испускаемой предметами в окружающее пространство. Они выражаются величинами яркостей . Таким образом, интенсивность светового раздражения определяется величинами яркостей, а интенсивность светового ощущения - величинами светлот. Чем больше яркость, тем больше светлота. Поэтому можно сказать, что светлота есть мера ощущения яркости.
В повседневной жизни между понятиями яркости и светлоты часто не делают отчетливого различия, но при изучении зрительного восприятия света их необходимо четко различать. Яркость - объективная величина, ее можно измерить соответствующим прибором (как вы уже догадались, он называется яркометром). Светлота - величина субъективная, как и все ощущения. Например, лист белой бумаги на солнечном свету летом имеет яркость порядка 30000 нт, а при свете настольной лампы - порядка 10–30 нт. Однако никто не скажет, что один и тот же лист бумаги в одном случае более светлый, чем в другом. В числе ряда особенностей зрительного восприятия здесь проявляется его способность отделять характеристику освещения от характеристики освещаемого предмета. Это явление относится к разряду психологических, и, в частности, связано с памятью.
Из сказанного следует, что светлота не может быть непосредственно измерена и выражена абсолютными числами. Однако возможна количественная оценка, выражаемая словами: больше, меньше, равно, намного больше или меньше, едва различается. Причем этим выражениям можно вполне определенно сопоставить разности измеряемых яркостей. Таким образом можно изучить зависимость ощущения от раздражения.
В середине прошлого века немецкий физик Вильгельм Эдуард Вебер (1804–1891) ставил опыты для того, чтобы найти зависимость между величинами раздражения и ощущения. В 1851г. Вебер открыл закон, общий для всех органов чувств: и данная величина раздражения (яркость света, вес, сила звука, и др.) является мерой замечаемости его изменения.
Говоря проще, мерой чувственно воспринимаемых различий является не минимальная величина разности двух раздражений при данном уровне раздражения, а относительная величина, которая остается неизменной при изменении раздражения.
Позднее, в 1858г., Густав Фехнер (1801–1887, немецкий физик и врач) проводил опыты по зрительному различению яркостей. Он установил, что в случае яркостей отношение DP/P постоянно в большом практически используемом диапазоне яркостей. Фехнер вывел математическую формулу зависимости изменения величины ощущения от изменения величины яркости.
Так выглядит закон Вебера–Фехнера (k~100).
Эта формула имеет важное значение. Она, в частности, объясняет, почему надо пользоваться величинами оптических плотностей, а не соответствующими им величинами коэффициентов пропускания и отражения. Действительно, если построить шкалу яркостей, оптические плотности которой составляют равномерный ряд, то она будет восприниматься как равномерная шкала светлот.
Ранее рассматривалась разница двух яркостей при абстрагировании от их окружения, неявно предполагая, что разница между ними много меньше их значений. При рассмотрении реальных образов это не так - мы имеем некоторый диапазон яркостей и некоторый средний уровень яркости - и наше восприятие изменится.
Было установлено, что в натуральном объекте с максимальной яркостью 6000 нт, интервалом яркостей 2.3 (200:1) и уровнем адаптации глаза 1500 нт человеческий глаз может различить 100 уровней яркости. Эти показатели соответствуют ландшафту при среднем уровне освещения его дневным светом. В объекте с максимальной яркостью 40 нт, интервалом яркостей 1.6 (40:1) и уровнем адоптации 10 нт глаз может различить около 70 уровней яркости. Эти показатели соответствуют фотоотпечатку на бумаге выше упомянутого ландшафта и рассматриваемого при среднем искусственном освещении.
Способы, датчики и приборы, используемые для измерения яркости и их принципы работы
Для измерения яркости служит прибор яркомер. Яркомер предназначен для измерения яркости участков рабочего поля экрана. Размеры фотометрируемых участков в зависимости от формы должны быть следующих размеров: круглые - диаметр от не более 0,1 мм до не менее 20 мм, прямоугольные - ширина не более 0,05 мм, длина - от 2,0 до 5,0 мм. Пределы измерения - от не более 1,0 до не менее 200 кд/м 2 (основной диапазон) с расширением верхнего предела измерения за счет калиброванного ослабителя света. Основная погрешность измерения должна составлять не более 10 %. Погрешность коррекции относительной спектральной чувствительности фотоприемника под относительную спектральную световую эффективность монохроматического излучения для дневного зрения - не более 10 %.
