Как измеряется сила света: единицы измерения, lx, как измеряется?

Профессиональные фотографы используют специализированное оборудование:

В каких единицах измеряется освещенность и яркость – что такое люкс

При планировании систем внутреннего и наружного освещения важно знать, как измеряется освещенность при выборе источников света. Этот параметр очень важен для создания оптимальных условий работы или отдыха. Недостаточное или избыточное освещение повышает утомляемость и снижает производительность труда. Светодиодные или энергосберегающие лампы часто имеют значение люмена, указанное на упаковке. Поэтому в этой статье мы объясним разницу между единицами измерения освещенности.

Уровень освещенности измеряется с помощью прибора, называемого люксметром. Это небольшое, удобное устройство работает аналогично фотометру. Поток света попадает на полупроводниковый светочувствительный элемент и начинает отскакивать от него, приводя электроны в упорядоченное движение. В результате электрическая цепь замыкается. В то же время величина тока пропорциональна силе света фотоэлемента и отображается на шкале аналоговых устройств.

Что такое освещенность

Понятие освещенности тесно связано с величиной светового потока, который измеряется в лабораториях с помощью специальных приборов. Сама освещенность может быть определена пользователем, а ее значение определено в соответствующем СНиПе. Для расчета этого параметра измеряется световой поток в люменах по отношению к освещаемой поверхности. Он должен падать на поверхность под углом 90 градусов. Освещенность измеряется в специальных единицах – люкс (lx).

Единица измерения освещенности

Количество света оказывает непосредственное влияние на физическое и психическое состояние людей. Слишком мало света угнетает мозг, а слишком много яркого света стимулирует его. Этот негативный эффект вызывает преждевременный износ организма и пагубно влияет на зрение.

По этой причине при проектировании освещения и размещении светильников всегда применяется коэффициент безопасности, учитывающий вероятное снижение силы света в процессе эксплуатации. Оптические компоненты постепенно изнашиваются и загрязняются, что приводит к снижению яркости искусственного света. Кроме того, коэффициент естественной освещенности уменьшается по мере постепенного изменения отражающих свойств окружающих предметов.

Освещенность измеряется в основном на рабочем месте. Одновременно измеряются звуковые колебания, учитывается загрязнение окружающей среды, электромагнитное излучение и даже гамма-излучение. Результаты измерений позволяют создать наилучшие условия труда в соответствии с санитарными нормами.

Освещенность относится к световому значению, которое определяется как отношение светового потока к площади поверхности. Эта величина прямо пропорциональна интенсивности источника света, от которого она исходит. По мере увеличения расстояния от поверхности освещенность уменьшается. Эта зависимость обратно пропорциональна квадрату расстояния (закон обратных квадратов).

Как перевести одну единицу освещенности в другую?

В прошлом для расчетов использовались сложные формулы, но сейчас в них нет необходимости. Самое главное – иметь под рукой значение в данной единице света, чтобы можно было использовать исходные данные.

Следующий шаг – просто найти любой преобразователь освещенности. Вводятся доступные значения (отмечая соответствующий пункт), а во втором столбце выбираются единицы освещенности, которые необходимо преобразовать. Расчет занимает несколько секунд и является очень точным, так как основан на проверенных формулах.

Исторически, в течение 200 лет, глаз был единственной точкой отсчета света, от которой производились все оценки и измерения освещенности, яркости и освещенности. Из огромной области оптического излучения (10 нм – 1 мм) только узкая спектральная полоса от 380 до 780 нм (световое излучение) может быть воспринята человеческим глазом. Человеческий глаз неодинаково чувствителен даже в этом спектре; его чувствительность максимальна в зеленой области и резко падает к фиолетовому и красному цветам.

Кандела, люминесценция, люкс, в чем разница?

9bf3a70227c51dad7766a9b9eb432100.png

Исторически сложилось так, что в течение 200 лет глаз был единственной точкой отсчета света, по которой производились все оценки и измерения интенсивности, яркости и освещенности света. Из огромной области оптического излучения (10 нм – 1 мм) только узкий спектральный диапазон между 380 и 780 нм (световое излучение) может быть воспринят человеческим глазом. Человеческий глаз не одинаково чувствителен даже в этом спектре, его максимум находится в зеленой области и быстро снижается к фиолетовой и красной областям.

Ориентируясь на глаз как рецептор света, была введена система измерения, в которой взаимодействия, производящие одинаковое визуальное впечатление, рассматриваются как равные.

Функция V(6a1ca00b0cbc8f52ecc474d8e2291b63.png), что называется “спектральной световой отдачей”. Его графическая форма представлена на рисунке 1, а табличная – в таблице 2.

02d876cab22347251c8dbf66e9e0e219.png

0f0594138b10afe7a5c9ba2b80a9f13f.png

Из таблицы видно, что при 550 Нм (зеленая длина волны) энергоэффективность самая высокая. Физиологический эффект 1 лм одинаков во всем спектре, но его энергетическая “цена” для зеленого цвета составляет 1/683 Вт, для фиолетового – 1/62 Вт, а для красного – 1/6 Вт. Поэтому глазу комфортнее в зеленой зоне, где физическое воздействие (“давление”) на него наименьшее.

Различные эксперименты показали, что при длине волны 6a1ca00b0cbc8f52ecc474d8e2291b63.png= 555 нм, облученность в 1 Вт соответствует световому потоку 676 – 688 лм. Экспериментальным путем ученые разработали коэффициент, позволяющий преобразовывать люмены в ватты и наоборот.

Candela

В 1979 году 16-я Генеральная конференция по мерам и весам приняла определение канделы Кандела (от лат. candela – свеча) – одна из семи основных единиц Международной системы единиц (СИ). Кандела – это интенсивность света в заданном направлении от источника монохроматического излучения частотой 540*10 Гц, с интенсивностью излучения в этом направлении, равной 1 / 683 Вт в телесном угле, равном одному стерадиану. Частота излучения 540*10 12 Гц соответствует длине волны 6a1ca00b0cbc8f52ecc474d8e2291b63.png= 555,016 нм в воздухе при стандартных условиях, что почти для всех целей можно принять за 555 нм без ущерба для точности фактических измерений.

(Это заменило предыдущее сложное измерение, зависящее от черного тела, температуры замерзания платины (2042 К) и давления 101,325 Н/м2).

История Candela

Измерение в “канделах” началось в 1893 году в Германии.

Название “Свеча ХефнераНазвание “свеча Хефнера” было предложено в 1884 году Ф. Хефнером-Альтенеком. Модель представляла собой фитильную лампу особой конструкции. В качестве топлива использовался амилацетат.

Три года спустя, в 1896 году, Международный электротехнический конгресс принял “десятичная свеча“, равный 1,12 свечи Хефнера.

В 1909 г. Десятичная свеча” была исправлена на одну десятую – заменена на “международная свеча“, что равно 1,11 свечи Хефнера. Международная свеча была воспроизведена не с помощью фитильной лампы, а с помощью специальных ламп накаливания.

В 1948 году было принято решение о введении новой единицы измерения – “кандела”. Candela. Кандела была прикреплена к световому эталону, который по своим свойствам напоминал идеальное черное тело (излучатель Планка). Для расчета использовались, как уже писалось ранее, оксид тория, платина в точке замерзания (2046,6 К), ;нормаль 1/60 см излучающей поверхности указанного стандарта. Введенная таким образом Кандела была в 1,005 раза меньше Международной Канделы, или около 1,104 Канделы Хефнера.

Отнесение Кандела к спектру, видимому человеческим глазом, было наиболее логичным вариантом в то время. Хотя в настоящее время разрабатывается новая версия этой рецептуры.

Использование канделы в спецификациях источников света

Источник света, который часто измеряется в канделах, например. 5 мм светодиод, который обычно имеет линзу с углом обзора от 10 до 160 градусов, измеряется в милликанделах 1Kd=1000mKd. Число кандела показывает, сколько света излучает точечный источник света в одном направлении, где он светит наиболее интенсивно.

Светодиод, такой как ARL-4008UWC, имеет яркость 1,2 – 1,6 кд при токе 20 мА;

Отличительными особенностями пульсометров являются уровни чувствительности, тип источника питания и качество фотосенсоров.

Освещение помещения

В условном выражении это поток света, излучаемый под прямым углом к поверхности на единицу площади. Когда свет падает под острым углом, освещенность уменьшается в зависимости от угла падения.

Освещенность измеряется в люксах, что равно 1 люмену (единице светового потока) на м 2 .

Освещенность помещения напрямую зависит от интенсивности света от источника света. Чем больше расстояние от источника света до поверхности, тем ниже параметр яркости.

Стандарты

Для каждого типа объектов существуют свои нормы освещенности. Например, в торговом помещении с продуктами питания максимальное значение пульсации составляет 15%, а освещенность – 300 люкс, в то время как в отделе со спортивными товарами или строительными материалами стандарты совершенно другие. В нормах также указана допустимая освещенность в поликлиниках, детских садах, автосервисах и других объектах.

Освещенность помещенного в таблицу 1

Освещенность помещенного в таблицу 2

Освещение и вентиляция в частных домах табл. 3

Освещение и вентиляция в домашних хозяйствах таблица 4

Освещение и вентиляция в домашнем хозяйстве табл. 5

Пример расчета освещенности

Давайте рассчитаем необходимое освещение для спальни. Площадь спальни составляет 25 м 2 . Значение правила для этого типа помещения умножается на площадь: 150 x 22 = 3300 люкс. Общий световой поток светильников при таком значении освещенности должен быть не менее 3300 люмен.

Теперь осталось выбрать правильные лампочки для вашей спальни. Если вы выбираете светодиодные лампы, например, вы можете купить три 12-ваттные лампочки. Это даст вам световой поток в 3600 люмен, как видно из значений в таблице.

Бытовое освещение и уровень шума табл. 6

Этот расчет является приблизительным, так как светодиодные лампы имеют разную светоотдачу в зависимости от производителя. Это позволяет легко рассчитать мощность и тип ламп, необходимых для достижения номинальной освещенности в каждом помещении в соответствии с нормами СНиП.

Приборы для измерения освещенности

Для измерения освещенности помещения используются различные приборы, которые имеют свои конструктивные особенности и методы измерения. Рассмотрим подробнее основные инструменты.

Люксметр

Условия освещения в домашнем хозяйстве в лиукметрии аналоговым способом

Люксметры делятся на электронные и аналоговые, которые больше не производятся и остались только старые копии этих моделей.

Используется люксметр этого типа:
  • Проверка соответствия освещенности помещений нормативным данным.
  • Измерение параметров освещения во время работ для оценки условий труда.
  • Во время электромонтажных работ сравните значения освещенности с расчетами для осветительных приборов.

Принцип работы измерителя освещенности основан на работе встроенного фотоэлемента, на который направлен луч света. Это вызывает образование значительного потока заряженных частиц в фотоэлементе. Это вызывает протекание электрического тока, сила которого зависит от интенсивности светового потока, направленного на фотоэлемент. Это значение обычно отображается на шкале прибора.

Типы измерителей освещенности
В зависимости от расположения датчика, измеряющего интенсивность света в помещении, измерители освещенности делятся на типы:
  • Моноблок (цельный блок) . Датчик закреплен в корпусе устройства.

Моноблок для бытового освещения

  • Устройство с выносным датчиком К устройству можно подключить гибкий кабель.

BOI-01

Для простых измерений подходит простой моноблочный измеритель освещенности без различных вспомогательных функций. Для определения нескольких параметров освещенности при профессиональных расчетах необходимо использовать приборы с дополнительным набором функций. Такие приборы имеют встроенную память и могут определять средние значения параметров.

Важным преимуществом люксметра является наличие специальных светофильтров, которые помогают более точно определить значение силы света, исходящего от осветительных приборов различных цветовых оттенков.

Наличие выносного датчика в люксметре позволяет определить освещенность более точно, так как уменьшается влияние внешних факторов. Современные модели оснащены ЖК-дисплеем. Это значительно облегчает считывание показаний прибора.

Оборудование для фототехники

В фотооборудовании используются такие устройства, как экспонометры (экспонометры) . Они используются для определения параметров яркости и освещенности. Определив значения этих параметров, профессиональный фотограф может получить высококачественные изображения.

Экспонометры делятся на различные типы:
  • Внутренние.
  • Внешний.
Измерители вспышек .

Вспышки используются для измерения интенсивности света при съемке. В качестве дополнительного элемента используются вспышечные устройства импульсного типа (флешметры). В современных камерах измеритель вспышки находится в корпусе. Он изменяет мощность вспышки при различных уровнях освещенности.

Измерение бытовых условий

Профессионалы используют вспышкомеры с дистанционным датчиком, точность определения которых намного выше.

Фотометр

Этот прибор называется мультиметром. Это более современная версия флешметра. Его преимущество в том, что он сочетает в себе возможности экспонометра и флешметра.

Люксметр MS-1300

Пульсация окружающего света

Равномерность светового потока осветительных приборов оставляет желать лучшего. Эффект, представленный колебаниями светового потока, не виден глазу, но его влияние на здоровье человека значительно.

Опасность такого света заключается в том, что наличие световых импульсов невозможно определить визуально. И в результате их действия может нарушиться сон, появиться недомогание, депрессия, слабость, сердечная недостаточность и другие симптомы.

Параметром пульсации является ее коэффициент, который выражает силу изменения светового потока, направленного на единицу площади за определенный период времени. Формула для расчета этого коэффициента довольно проста. Коэффициент пульсации освещенности определяется как разница между самой высокой и самой низкой освещенностью в определенное время, разделенная на удвоенную среднюю освещенность, и результат умноженный на 100%.

Формула

Санитарные нормы устанавливают верхний предел коэффициента пульсации. На рабочем месте он должен составлять не более 20% и зависит от ответственности сотрудника. Чем сложнее задача, тем ниже коэффициент распределения света.

В административных офисах и офисах с высокой визуальной нагрузкой этот коэффициент не должен превышать 5%. Учитывается световой поток с частотой пульсаций до 300 герц, более высокие частоты учитывать не нужно, так как они не воспринимаются человеческим глазом и не оказывают негативного влияния.

Определение пульсации света

Для определения пульсации света используется эффективный, простой прибор, измеряющий яркость, пульсацию и окружающую освещенность, называемый люксметром-пульсометром.

Функции прибора следующие
  • Измерение пульсации световых волн, вызванной мерцанием различных осветительных приборов.
  • Измерение пульсаций освещенности на компьютерных мониторах и других экранах
  • Измерение освещенности в помещении.
  • Измерение яркости осветительных приборов и мониторов.

Принцип работы прибора основан на проверке уровня освещенности с помощью фотоэлектрического датчика с последующей обработкой сигнала и выводом результата на ЖК-дисплей.

BOI-02

Коэффициент пульсации света можно определить с помощью программного обеспечения на компьютере или самостоятельно проанализировав результаты измерений. Специальная программа “Ecolight-AP”, которая сотрудничает с прибором Ecolight-02, используется для анализа измерений на компьютере.

Отличительными особенностями приборов для измерения пульсаций являются уровень чувствительности, тип источника питания и качество фотосенсоров.

Светодиодные лампы имеют самый высокий коэффициент пульсации, иногда достигающий 100%. Люминесцентные лампы и лампы накаливания имеют незначительный коэффициент пульсации. Лампы накаливания имеют коэффициент пульсации не более 25%. Стоимость и качество лампы не играют роли. Даже дорогие лампы могут демонстрировать значительную пульсацию света.

Методы уменьшения пульсации света
  • Использование осветительных приборов, работающих на переменном токе с частотой более 400 герц.
  • Установка светильников на разных фазах в трехфазной системе.
  • Установка в светильнике компенсирующего управляющего устройства (балласта) и специальное подключение офсетных ламп. Первая лампа работает на токе задержки, а вторая – на токе опережения.
  • Установка светильников с ЭПРА. Они оснащены электронным балластом, который сглаживает помехи и стабилизирует напряжение.

Если светильники в помещении подключены к одной фазе, то подключить их к другим фазам будет сложно. По этой причине удобнее приобретать светильники с ЭПРА. Их преимущество в том, что они соответствуют всем нормативным требованиям.

Контроль уровня пульсации освещения необходим для здоровья человека, так как отклонения от нормы приводят к нарушению трудоспособности и самочувствия сотрудников.

Для жилых зданий уровень освещенности не менее важен. Пульсация света невидима, но со временем ее негативные последствия становятся очевидными.

Освещенность от точечного источника рассчитывается по формуле:

Литература

Яштольд-Говорко В.А. Фотография и обработка. Стрельба, формулы, термины, правила. 4-е издание, сокращенное, Москва, “Искусство”, 1977.

Фонд Викимедиа . 2010 .

Полезная страница

Смотреть что такое “иллюминация” в других словарях

Освещение E, – Освещенность E, лк отношение светового потока, падающего на небольшую площадь рассматриваемой территории, к площади этой территории. Источник: ГОСТ 26602.4 99: Узлы оконные и дверные. Метод определения коэффициента общего светопропускания … Глоссарий терминов по стандартам и технической документации

освещенность – (Eν) Физическая величина, определяемая как отношение светового потока, падающего на небольшой участок поверхности, содержащий данную точку, к площади этого участка. [ГОСТ 26148 84] освещенность Отношение светового потока, падающего на… Руководство электронного переводчика

освещенность – свет, освещение, освещенность, экспозиция, иллюминация Словарь синонимов русского языка. Синонимы: 7 – освещение (3) – освещение (1) … Словарь синонимов

Освещение – (E) отношение светового потока к освещаемой им площади; измеряется в люксах (лк). Источник: MU 2.2.4.706 98/MU OT RM 01 98. 2.2.4 Физические факторы рабочей среды. Оценка освещения рабочего места. Методические указания (утверждены Министерством … Официальная терминология

Освещенность – это освещенность в точке на поверхности, одна из световых величин, равная отношению светового потока излучения, падающего на небольшой элемент поверхности, содержащей точку, к площади этой поверхности (иначе освещенность – поверхность … … Энциклопедический словарь СМИ

ИЛЛЮМИНАЦИЯ – Значение светового потока, падающего на единицу площади, измеряемое в люксах … Большой энциклопедический словарь

освещенность – количественная мера светового потока, падающего на единицу освещенной поверхности, выраженная в люксах или фотонах и измеряемая с помощью люксметра … Психологический словарь

Освещение – Поверхностная плотность светового потока, падающего на растения в разных слоях биоценоза. Измеряется в лк метрах и выражается в люксах. Экологический словарь. Алма-Ата: Наука. Б.А. Быков. 1983… Экологический словарь.

ОСВЕЩЕНИЕ – Отношение светового потока, падающего на поверхность, к освещенной поверхности. Единицей измерения О. в СИ является люкс. Нестандартная единица измерения О. фотон (°F): 1 °F = 104 лк…. Российская энциклопедия охраны труда и здоровья

ИЛЛЮМИНАЦИЯ – Освещенность – это световой поток, падающий на единицу освещаемой поверхности. Л. измеряется с помощью люксметра. Основными единицами измерения являются LUX и PM. О. поверхности прямо зависит от яркости источника света; обратно – от квадрата расстояния между поверхностью и … Большая психологическая энциклопедия

освещенность – 3.2 освещенность: отношение светового потока, падающего на элемент поверхности, на котором расположена точка, к поверхности этого элемента, в люксах. Источник: ГОСТ 26824 2010: Здания и сооружения. Методы измерения яркости оригинального документа … Глоссарий терминов для стандартов и технической документации

Читайте далее:
Сохранить статью?