4.3. Применяемые приборы

Для измерения освещенности, создаваемой разными источ­ника-ми, используют люксметры. Простейший люксметр состоит из селе­нового фото­элемента, который преобразует световую энергию в энер­гию электри­ческого тока, и измеряющего фототок стрелочного микро­ампер­метра со шкалами, проградуированными в люксах. Разные шкалы со­ответствуют различным диапазонам измеряемой освещённо­сти, а пере­ходят от одного диапазона к другому с помощью пере­клю­чателя, изменяющего сопротивление электрической цепи. Вы­сокие освещённости можно измерять с помощью светорассеивающей насадки.

Обычно люксметры градуируют с лампой накаливания, поэтому

при изме­рении простыми люксметрами освещённости, создаваемой из­лу­чением иного спектрального состава (дневной свет, люминесцент­ное освещение), нужны поправочные коэффици­енты (для естествен­ного света коэффициент равен 0,8, для люминесцентных ламп ЛБ – 1,15, ЛО – 0,88, ДРЛ – 1,2). Погрешность измере­ний такими люксмет­рами - не менее 10 % от измеряемой величины.

Люксметры более высокого класса имеют: 1 - светофильтры, в со­четании с которыми спектральная чувствитель­ность фотоэлемента приближается к чувствительности глаза; 2 - на­садки для уменьшения ошибок при измерении освещённости, созда­ваемой косо падающим светом; 3 – контрольную приставку для по­верки чувствительности прибора. Есть люксметры, которыми можно измерять и яркость (рис.1).

Точность измерений лучшими люксметрами - порядка 1 %.

П оказанный на рис. 1 прибор для измерения освещённости и яркости ТКА-ПК, ис­пользуемый в лабо­ратор-ной работе, имеет диапазон изме­ре­ния осве­щенности от 10 до 200000 лк и диапазон измерения яркости от 10 до 200000 кд/м². Предел допускаемой от­носительной погре-ш­ности измерения: освещённости - 8%; яркости - 10%. Ус­ловия эксплуатации: температура воз­духа от 0 до 40 ⁰С; относительная влаж­ность воздуха от 50% до 80%; атмо­сферное давление – от 87 до 107 кПа.

Большинство люксметров имеют ра­бочий диапазон от 0 до 100000 люкс (лк). Для определения освещённости этого до-статочно, так как луна дает освещённость око­ло 0,2 лк, для чтения нужна освещённость от 30 до 50 лк, в пасмурный день на открытом месте освещённость бывает около 1000 лк, а для солнечного света в пол­день – до 100000 лк.

Источники света, применяемые для искусственного освещения, делят на две группы - газоразрядные лампы и лампы накаливания.

Лампы накаливания относятся к источникам света теплового из­луче­ния. Видимое излучение в них получается в результате нагрева элект­рическим током вольфрамовой нити.

В газоразрядных лампах излуче­ние оптического диапазона спект­ра возникает в результате электричес­кого разряда в атмосфере инерт­ных газов и паров металлов, а также за счет явлений люминесценции, преобразующей ультрафиолетовое излучение в види­мый свет.

Параметры источников света: номинальное напряже­ние питания U (В), электри­ческая мощность лампы Р (Вт); световой по­ток, излу­чаемый лампой Ф (лм), или максимальная сила света J(кд); световая отдача ψ = Ф/Р (лм/Вт), т.е. отношение светового потока лампы к ее электрической мощности; срок службы и спектральный состав света.

Преимущества широко используемых ламп накаливания: удоб­ство в эксплуатации, малая инерционность при включении, отсутствие дополнительных пусковых устройств, надежность работы при колеба­ниях напряжения и при различных метеорологических условиях. Не­достатки ламп накаливания: низкая световая отдача (для ламп общего назначения ψ от 7 до 20 лм/Вт), сравнительно малый срок службы (до 2,5 тысяч часов), в их спектре преобладают желтые и красные лучи, что сильно отличает их спектральный состав от солнечного света.

В последние годы все большее распространение получают гало­геновые лампы, то есть лампы накаливания с иодным циклом. Наличие в колбе паров иода позволяет повысить температуру накала нити, то есть световую отдачу лампы, до 40 лм/Вт. Пары вольфрама, испаряю­щиеся с нити накаливания, соединяются с иодом и вновь оседают на вольфрамовую спираль, препятствуя распылению вольфрамовой нити и увеличивая срок службы лампы до 3 тысяч часов. Спектр излучения гало­геновой лампы более близок к естественному.

Основным преимуществом газоразрядных ламп перед лампами накаливания является большая световая отдача (от 40 до 110 лм/Вт). Они имеют значительно больший срок службы, который у некоторых типов ламп достигает 8-12 тысяч часов. От газоразрядных ламп можно по­лучить световой поток любого желаемого спектра, подбирая для них инертные газы, пары металлов, люминоформ. По спектральному со­с­таву видимого света различают лампы дневного света (ЛД), дневного света с улучшенной цветопередачей (ЛЛД), хо­лодного белого (ЛХБ), теплого белого (ЛТБ) и белого цвета (ЛБ).

Основным недостатком газоразрядных ламп является пульсация светового потока, что может привести к появлению стробоскопиче­с­кого эффекта, заключающегося в искажении зрительного восприятия. При кратности или совпадении частоты пульсации источника света и обрабатываемых изделий вместо одного предмета видны изображения нескольких, искажается направление и скорость движения, что делает невозможным выполнение производственных операций и ведет к уве­личению опасности травматизма. Недостатками газоразрядных ламп также являются: 1 - длительный период разгорания; 2 - необходимость применения специальных пусковых приспособлений, облегчающих зажигание ламп; 3 - зависимость работоспособности от температуры ок­ружающей среды; 4 – они могут создавать радиопо­мехи.

Национальный стандарт Российской Федерации ГОСТ Р 54350-2011 «Приборы осветительные. Светотехничес­кие требо­вания и мето­ды испытаний» [4] устанавливает классификацию, светотехнические требования и методы испытаний осветитель­ных электроприборов.

В приложениях 5 и 6 приведены величины светового потока не­которых лю­минесцентных ламп и ламп накаливания.