Люксметр: что измеряет, принцип работы, типы, какой выбрать

Что это такое – люксметр

Люксметр — это мобильное устройство для измерения уровня освещенности в помещении. Название происходит от греческих слов, в переводе означающих «свет» и «цель». Относится к категории фотометров. Часто люксметры измеряют и другие свойства света: пульсацию, яркость и так далее

Устройство необходимо для:

• проверка и контроль норм освещения;
• аттестация рабочих мест;
• провести исследование;
• определение экспозиции в фотографии;
• регулировка яркости световой рекламы, сигнальных огней, светильников в теплицах и оранжереях;
• измерения коэффициента пульсации экранов, экранов при светодиодном и люминесцентном освещении;
• проверка самого освещения при монтаже новых световых линий.

Немного теории

В Интернете много путаницы в научно-технических терминах, связанных со сферой светотехники. Одно и то же устройство называется по-разному. Рассматриваемый прибор — люксметр, например, иногда выдают за измеритель светового потока, хотя это не так.

Световой поток является характеристикой светотехнического элемента, и говорить об этой величине можно только применительно к конкретному источнику света (лампа накаливания, газоразрядный элемент, светодиод и так далее). Единицей СИ для этой характеристики является люмен (лм). Это сила света в 1 канделе (кд) под телесным углом 1 стерадиан (ср).

Этот параметр измеряется с помощью фотометрической сферы (сферического интегратора) диаметром 1 или 2 метра или настольных интегрирующих сфер размером от 10 см до полуметра. Разумеется, все эти устройства не для домашнего использования, так как цена даже небольшого бытового прибора ТКА-КК1 для управления светодиодами составляет 35 000 рублей.

Световой поток, действующий на единицу площади, выражается как освещенность. Единицей этой характеристики является люкс (lx) — результат освещения поверхности площадью 1 м² потоком, равным 1 люмен. Термин «освещение» относится не к источнику освещения, а к окружающей среде. Световой поток является постоянной величиной для каждого источника, при этом освещенность в каждой точке помещения зависит от нескольких факторов:

• количество источников вблизи места измерения;
• легкое нажатие каждого из них;
• расстояния до источников;
• отражательная способность предметов.

Где и для чего применяют люксметры

Качество и сила освещения играют важную роль в жизни человека. В частных домах и на рабочих местах на предприятиях есть осветительные приборы, телеэкраны, компьютерные мониторы, и каждый из них излучает нерегулируемый или плохо регулируемый свет. Пульсации и излучения современных электроприборов являются причиной многих недугов, ухудшения здоровья и зрения человека.

При недостатке освещения открывают естественные источники света или добавляют искусственные светильники. Недостаток в том, что, как и чрезмерное освещение на рабочих местах, негативно влияет на зрение, а в некоторых домах яркий свет не обязателен, прибор помогает определить степень необходимого освещения.

Для экономии затрат на электроэнергию яркость освещения снижена. С помощью люксметра уровень световых потоков можно приблизить к совершенству.

Датчики освещенности необходимы для оборудования помещений с повышенными требованиями к освещенности. С помощью этого устройства выполняется освещение:

• в частных домах;
• в библиотеках, офисах;
• в производстве;
• в школах, детских садах;
• в учебных заведениях;
• в торговом зале;
• на съемочных площадках для фото- и видеосъемки;
• измерять коэффициент пульсаций мониторов;
• в поликлиниках, больницах, операционных;
• в тепличных комплексах, теплицах.

Люксметры различаются по диапазону измерения, чувствительности к излучению и погрешностям. Погрешность полученных данных профессиональных приборов равна нулю. Учитывая работу механизма измерителя, рекомендуется использовать модели, позволяющие выбирать режим работы для необходимого светового спектра.

Виды люксметров

Установки делятся на следующие виды:

• простые счетчики только освещения;
• более сложные производят дополнительные измерения;
• профессиональные модели имеют функцию программирования, синхронизацию с компьютером, сверхточные показатели измерения.

Отличия в дизайне:

• встроенный датчик;
• датчик дистанционного управления;
• вращающийся датчик.

История создания прибора

 

Простейший фотометр был впервые изобретен графом Румфордом Бенджамином Томпсоном. Случилось это очень давно: в 18 веке. Прибор был простейшим, предназначенным для изучения поглощения света различными веществами. С развитием фотометрии прибор совершенствовался, пока не были изобретены современные электронные экспонометры.

Интересно, что кроме оптики Томпсон занимался теплофизикой, конвекцией в газах и жидкостях, наукой о питании человека. Ученый изобрел камин, симпатические чернила, печь, кирпичную печь. Особенно популярен в кризисные времена его рецепт супа, которым массово кормят бездомных.

Принцип работы измерительного прибора

 

Простейший люксметр состоит из фотоприемника (полупроводникового фотоэлемента), источника тока и регистратора фототока (светового индикатора). В качестве регистратора выступает микроамперметр со шкалой, отградуированной в люксах. Индикатор может быть механическим (со стрелкой) или цифровым (с дисплеем).

Фотоэлемент и световой индикатор могут быть выполнены в одном корпусе или соединены вместе проводом.

Измерения люксметра зависят от спектра излучения. Для разных типов ламп они разные, поэтому к лампе накаливания подгоняют простые единицы, а для других типов источников света существуют поправочные коэффициенты. Погрешность таких приборов составляет около 10%.

Люксметры более сложного прибора дополнительно снабжены светофильтрами, специальными насадками для уменьшения погрешности от косых световых лучей. Эти меры снижают погрешность прибора до 1%.

Принцип работы основан на фотоэлектрическом эффекте: преобразовании энергии света в электрический ток. Преобразование происходит в полупроводниковом фотоэлементе. В нем кванты света передают свою энергию электронам – создается ток. Сила тока прямо пропорциональна освещенности.

Разновидности фотометрических приборов

По типу табло

В зависимости от конструкции люксметры бывают аналоговыми (стрелочными) или цифровыми (электронными).

Манипулятор надежный, простой, но не самый точный.

Направляющий фотометр

Цифровой прибор отличается высокой точностью измерений.

Цифровой фотометр

По расположению фотоэлемента

Есть устройства с выносным фотодатчиком и моноблоки. В первом случае датчик и корпус соединены гибким проводом. Такая конструкция позволяет проводить измерения в труднодоступных местах или для разных падающих световых пучков.

Моноблок меньше весит, имеет меньшие габариты. Лучше всего подходит для нескольких непрерывных измерений. Но неудобно работать в труднодоступных местах. Некоторые модели моноблоков оснащены съемным датчиком.

По наличию функциональности

Уже упоминалось, что простые бытовые приборы измеряют только освещение. Измерения производятся быстро, но не отличаются высокой точностью.

Более сложные экспонометры могут измерять несколько параметров: яркость, пульсацию и так далее

Цифровые профессиональные модели снабжены специальными программами, которые сами рассчитывают многие параметры (например, среднее освещение), запоминают результат и синхронизируют с компьютером. Такие роскошные счетчики поставляются со светофильтрами для получения более точных результатов. В условиях повышенной яркости устройство оснащено поглощающими светофильтрами. Примерная цена таких устройств 15-30 тысяч рублей (и выше).

По типу материала корпуса

Современные люксметры изготавливаются из пластика. Для удобства многие модели имеют резиновые накладки по бокам.

По типу питания

Портативные экспонометры могут питаться от перезаряжаемых батареек или батареек. В первом случае устройство требует зарядки от сети. Устройства с батарейным питанием требуют периодической замены батарей на новые.

По размеру и весу

Размеры зависят от размера батарей. Большинство мобильных люксметров весят от 100 до 500 г.

В зависимости от типа размеры фотометров по площади бывают:

• 80-200 мм в высоту;
• ширина 50-800 мм.

Какие типы освещения света измеряет индикатор

Разные лампы светят разным спектром. Поэтому люксметры различаются в зависимости от источника света. Существуют приборы для измерения освещенности от:

• Неоновые лампы. В основном используется автомобилистами и рекламщиками.
• Источники искусственного света: светодиодные, лампы накаливания, люминесцентные и др.
• УФ лампы. Они используются в криминалистике, науке, медицине.
• Солнце.

Критерии выбора люксметра

Если вам необходимо выбрать люксметр, следует начать с определения круга задач, которые он будет выполнять.

При выборе светоизмерительного прибора целесообразно обратить внимание на:

• Ширина рабочей зоны и спектральная чувствительность. Каждое устройство имеет определенный рабочий тип излучения (например, только ультрафиолет или свет неоновой лампы). Но есть и универсальные модели с возможностью регулировки измеряемой площади с помощью специального переключателя. В них при превышении интервала срабатывает индикатор перезапуска.
• Наличие дополнительного функционала. В ряде моделей наряду с основной функцией есть возможность определения температуры в окружающем помещении, а также давления, уровня шума. Несмотря на более высокую стоимость этого варианта, выгода очевидна. Он может заменить несколько устройств одновременно, а цена, по сравнению с ценой такого набора, ниже.
• Родительские параметры. Портативная модель с компактными размерами и малым весом более удобна в использовании.
• Показать. Чем он больше, тем легче и удобнее считывать информацию. Подсветка экрана, имеющаяся в некоторых люксметрах, помогает работать в местах с недостаточным освещением.
• Тип мощности. Предпочтительно наличие автономного источника, так как он позволяет проводить измерения освещенности без подключения к бытовой электросети.
• Устройство подключено к ПК. В юнитах из предметной группы эта опция обязательна.

Часто возникает необходимость быстро измерить уровень освещенности. Например, нужно быстро настроить систему освещения. С такой задачей легко справиться моноблочное устройство недорогого сегмента.

Если необходимо оценить условия рабочей зоны, стоит воспользоваться профессиональным вариантом, имеющим внешний фотодатчик. Эта модель более точная. Часто в таком приборе есть встроенная память, дающая возможность сохранять результаты измерений.

Все свойства и функции указаны в паспорте устройства. Пожалуйста, прочтите эту информацию перед покупкой. Светоизмерительный прибор, используемый для профессионального использования, в обязательном порядке вносится в Государственный реестр. Это подтверждение гарантии на соответствие техническим параметрам и свойствам.

Читайте также: Температура плавления меди в градусах, плотность, формула, цвет, физические свойства, при какой температуре плавится

Важные рабочие моменты люксметров

При работе с устройством важно учитывать:

• В аналоговой модели измерителя перед началом измерения уровня освещенности обязательно положение стрелки на «нулевой» отметке».
• Когда прибор с включенными наконечниками фотоэлементов покажет освещенность менее 30 люкс, снимите их и продолжите измерение.
• Во время измерений прибор должен быть неподвижен, чтобы избежать неточных результатов.
• При наличии посторонних источников света результат измерения может быть искажен.

Считается нецелесообразным приобретать профессиональный вариант люксметра, если необходимо выполнить однократное измерение освещенности.

Для таких случаев существует услуга аренды снаряжения. Его поставляют специализированные компании, торгующие геодезическим оборудованием и контрольно-измерительным оборудованием. Оборудование этого типа, прошедшее актуальную поверку, уже готово к использованию по назначению.

Руководство по эксплуатации

Люксметры Ю-116, Ю-117 давно зарекомендовали себя среди пользователей. Это стрелочные модели с внешним селеновым датчиком.

Все устройства с дистанционными датчиками имеют определенные рабочие функции. Перед началом измерений фотоэлемент необходимо расположить на исследуемой поверхности параллельно ей.

Чтобы избежать излишней засветки датчика, стоит выполнить определенную последовательность действий по нахождению нужного диапазона измерений.

Для этого установите на фотоприемник насадку с максимальным светопоглощением («К» и «Т»), включите правую кнопку. Если стрелка не двигается, то влево. Если реакции нет, поменяйте фильтр на «Р» и повторите нажатие кнопок. Если стрелка снова не двигается, установите фильтр на «М». Если при нажатии левой кнопки значение не превышает 5 лк, снимите форсунки.

Моноблочное измерение

Testo 540 — немецкий цифровой люксметр, выполненный в виде моноблока. Экспонометр по размерам похож на мобильный телефон, его удобно измерять одной рукой. На панели всего три кнопки: включить, выбрать параметры, сохранить. Для выполнения измерения достаточно включить прибор, выбрать нужную систему и все. При необходимости сохраните результат.

Выбираем люксметр

Чтобы выбрать фотометр, узнайте, что вам нужно. Учитывать:

• Функционал и тип люксметра (бытовой, профессиональный). Для бытовых измерений не нужен навороченный прибор, достаточно самого простого.
• Диапазон измеряемого освещения.
• Точность измерения, погрешность.
• Размеры. Удобнее, если с устройством можно будет работать одной рукой.
• Совместимость с компьютером.
• Размер экрана и подсветка. Чем крупнее символы и экран, тем удобнее работать.
• Цена.
• Иметь верификацию.

В общем, если люксметр нужен для быстрой и эффективной работы, можно обойтись доступным моноблоком с минимальным количеством функций.

Для профессиональных задач, например для аттестации рабочих мест, нужен профессиональный люксметр с минимумом погрешностей, поверкой, встроенной памятью с выносным датчиком.