Люксметр — это электронный прибор, который используется для измерения освещенности в помещении или на открытом воздухе. Он измеряет мощность светового потока и рассеянного излучения светового спектра. Устройства используют для определения правильного уровня освещения в помещении, оценки качества освещения на рабочих местах, контроля условий выращивания растений, а также в других целях. В этой статье мы рассмотрим принцип работы люксметра, его устройство, применение и другие особенности.
Устройство люксметра
Принцип работы прибора заключается в преобразовании светового потока в электроэнергию. Между ними существует пропорциональная взаимосвязь. Когда свет попадает на люксметр, он высвобождает электроны, тем самым преобразуясь в электрическую энергию. Устройство фиксирует фототок, измеряет его и выводит результаты на дисплей.
Люксметр состоит из нескольких рабочих элементов, которые позволяют ему измерять уровень освещенности:
- Фотодиод или фотоприемник. Это датчик, который преобразует световую энергию в электрический сигнал (чаще всего селеновый или кремниевый). Фотодиоды, используемые в люксметрах, обычно чувствительны к видимому свету.
- Конвертер. Он преобразует сигнал от фотодиода в цифровой формат для дальнейшей обработки.
- Индикатор (аналоговый либо цифровой). Показывает пользователю измеренное значение освещенности в люксах, фут-кандела. Это может быть ЖК-дисплей или шкала со стрелкой.
- Корпус. Обеспечивает защиту компонентов прибора и удобство использования.
- Кнопки. Позволяют управлять устройством, выбирать диапазон измерений и пр.
Дополнительно в люксметрах могут быть встроены функции автоотключения, режим регистрации пиковых значений, удержания показаний, а также USB-порт и пр.
Виды люксметров
Люксметры различаются по разным параметрам. Среди них — тип индикатора, тип датчика, дополнительные детали, функции.
По типу индикатора устройства делятся на цифровые и аналоговые.
- Аналоговые — простой прибор, который выдаёт результат на шкале со стрелкой. Плюсы — низкая цена, минусы — недостаточная точность отображаемого результата.
- Цифровые — модели, оснащённые ЖК-дисплеями. Выдают максимально точные показания, а дисплей может иметь подсветку, что удобно при работе в условиях недостаточной совещенности.
По типу датчика различаются следующие модели:
- Со встроенным датчиком — или моноблоки. Датчик и индикатор расположены в одном корпусе. Такой тип конструкции может вызывать неудобство при измерении в труднодоступных точках.
- С выносным датчиком. Фотоэлемент соединяется с корпусом с помощью гибкого провода, что обеспечивает удобство замеров в любых условиях и под разными углами.
Дополнительно люксметры оснащают:
- насадками для рассеивания света — для измерения освещенности в условиях ярких источников света;
- специальными светофильтрами — они приближают чувствительность прибора к уровню чувствительности человеческого глаза;
- насадками для снижения погрешности, работы с косо падающим светом и пр.
Также среди дополнительных функций — встроенная память, USB-порт для передачи данных на компьютер и пр.
Область применения
Люксметры широко применяются в различных отраслях для измерения уровня освещенности. Это, например:
- Архитектура и строительство — для оценки естественного и искусственного освещения в помещениях, планирования размещения окон, светильников.
- Проектирование освещения — для определения оптимального распределения света в помещениях, на улицах, в парках и других общественных местах.
- Охрана труда — для контроля уровня освещенности на производственных площадках с целью предотвращения травм и повышения производительность.
- Сельское хозяйство — для оптимизации условий освещенности в теплицах, скотобойнях, других сельскохозяйственных объектах.
- Медицина — для оценки условий освещенности в операционных, палатах, лабораториях и других медицинских учреждениях.
- Музеи и архивы — для обеспечения сохранности документов, книг и других значимых экспонатов.
- Экологические исследования — для изучения воздействия освещенности на растения, животных и экосистемы
- Фотостудии — для определения экспозиции во время фотосъёмки.
Как пользоваться прибором
Чтобы определить освещённость с помощью люксметра, важно правильно направить устройство. Максимально точные показатели достигаются при перпендикулярном падении светового потока на прибор. На него не должна падать тень.
Для проведения измерений необходимо включить прибор и расположить его на вертикальной или горизонтальной поверхности. Принцип работы зависит от модели, поэтому рекомендуется предварительно изучить инструкцию.
При работе с измерителем важно придерживаться следующих правил:
- убедиться, что изначально прибор показывает 0;
- держать его в неподвижном состоянии в ходе замеров;
- избегать посторонних источников света, которые могут повлиять на результат.
Применение в быту
Люксметр очень полезен в быту: он поможет в решении многих задач. Например:
- измерение уровня освещенности за письменным столом, в местах для чтения или рукоделия — с целью коррекции освещения для себя или ребёнка;
- сравнение разных осветительных приборов с целью выбора;
- отслеживание комфортного уровня света для растений, рассады, домашних животных;
- контроль работы фото- и видеотехники.
Для бытового применения вполне подойдёт простой прибор со встроенным датчиком.
Использование для профессиональных задач
Для профессионального применения, как правило, выбирают более оснащённые модели, которые отличаются высокой чувствительностью и набором дополнительных функций. Часто требуется встроенная память, а также софт для подключения к ПК.
Люксметры применяются в архитектуре и дизайне интерьеров, фотографии, разных отраслях промышленности, экологии, транспорте, медицине, образовании, сельском хозяйстве, энергоаудите, а также различными организациями по охране труда, надзора в сфере защиты прав потребителя и пр.
Определение коэффициента пульсаций
Для определения коэффициента пульсаций существует отдельная разновидность приборов — люксметры-пульсметры. Они могут измерять показатель освещённости, одновременно фиксируя колебания светового потока (например, мерцание мониторов). Определяя коэффициент пульсаций, измеритель позволяет оценить достаточность естественного света, рассчитать величину инсоляции, проверять лампы, экраны и другое оборудование на соответствие нормам.
Такие устройства часто используются разными организациями для оценки освещённости жилых, производственных, офисных помещений, учебных, муниципальных и общественных учреждений. С их помощью проводят экспертизу и сертификацию ламп, светильников, мониторов, экранов и пр.
Определение уровня освещенности
Единицей измерения освещённости является люкс (лк). Он обозначает количество светового потока, падающего на единицу поверхности. В странах Европы и в США освещённость измеряется в фут-свечах (fc) — один люмен на квадратный фут.
Минимальные и максимально допустимые нормы света для разных объектов обозначены в Своде правил Естественного и искусственного освещения от 20 мая 2011 года – СП 52.13330.2011.
Дополнительный функционал люксметров
Чаще всего в качестве дополнительных функций люксметра выступает функционал яркомера, пульсметра. Пульсметры используют для определения коэффициента пульсаций, а с помощью яркомеров можно замерять интенсивность свечения объектов. Существуют модели, которые объединяют все три функции.
Критерии выбора
При выборе прибора рекомендуется учитывать основные рабочие параметры, опираясь на условия эксплуатации и задачи, которые с его помощью предстоит решать.
Рекомендуем учесть:
- Тип конструкции. Моноблоки или приборы с выносным датчиком — зависит от условий эксплуатации. Если необходимо делать замеры в условиях ограниченного пространства или в труднодоступных точках, лучше выбрать модель с выносным датчиком.
- Спектральную восприимчивость, широту измерительного диапазона. Многие люксметры работают с определённым типом излучения (например, ультрафиолетовым или неоновым). Но есть универсальные модели, у которых измеряемый диапазон настраивается встроенным переключателем.
- Точность и быстродействие. Эти показатели влияют на точность измерений, уровень погрешности и скорость срабатывания. Последний обычно составляет 1,3-1,5 измерений в секунду.
- Дополнительные функции. Некоторые модели оснащены USB-портом для подключения к ПК, встроенной памятью. Они также могут измерять температуру, уровень давления, регистрировать пиковые значения
- Размеры дисплея. Аналоговые измерители найти в продаже сложно, большинство сейчас оснащены ЖК-дисплеями. Поэтому при выборе рекомендуется учитывать размер дисплея: тем он больше, тем удобнее будет считывать показания. Наличие подсветки также станет плюсом.
- Тип питания. Чаще всего это батарея 9B или 12В.
Также имеет значение производитель. Например, люксметры от CEM — это надёжные, функциональные приборы с отличным соотношением цены и качества. Есть модели для бытового применения, для профессиональных задач.
Зачем нужна поверка люксметра и как ее сделать?
Поверка люксметра необходима для подтверждения его точности и соответствия метрологическим стандартам. Она проводится специализированными организациями и включает в себя проверку всех основных характеристик прибора: диапазона измерений, чувствительности, линейности и пр.
Для проведения поверки нужно обратиться в ближайшую аккредитованную лабораторию и предоставить им люксметр для испытаний. После проведения поверки лаборатория выдаст сертификат соответствия, который подтверждает, что прибор соответствует всем необходимым требованиям и может быть использован для измерений.
Каждый измеритель, внесенный в государственный реестр средств измерений, имеет определённый межповерочный интервал. То есть, промежуток времени между двумя последовательными поверками. Для люксметров этот интервал обычно равняется одному году.
