11. Вимірювання освітленості.

Для вимірювання освітленості використовують прилади – люксметри. Люксме́тр (англ. luxmeter) – прилад для вимірювання освітленості в люксах. Люксметри мають такі модифікації: Ю-16, Ю-17, Ю-116, Ю-117 тощо.

Найпростіший люксметр складається з селенового фотоелемента та увімкненого до нього мікроамперметра. Світловий потік, потрапляючи на селеновий фотоелемент, спричиняє фотострум, прямо пропорційний світловому потоку, що падає. Тобто енергія світла (електромагнітних хвиль світлового діапазону) перетворюється на енергію електричного струму, відповідно до фотоелектричного ефекту.

Сила вказаного струму вимірюється стрілочним мікроамперметром зі шкалами, проградуйованими в люксах. Це дає змогу за показаннями приладу оцінювати та вимірювати освітленість поверхні.Різні шкали відповідають різним діапазонам вимірюваної освітленості. Перехід від одного діапазону до іншого здійснюють за допомогою перемикача, що змінює опір електричного кола. Люксметри повинні мати свідоцтво про метрологічну атестацію відповідно ГОСТ 8.326 і перевірення відповідно з ГОСТ 8.014 і ГОСТ 8. 023.

Зокрема, люксметр типу Ю-16 має три діапазони вимірювань: до 25 лк, до 100 лк і до 500 лк. Ще більш високі рівні освітленості можна вимірювати за умови використання світлорозсіювальних насадок. Останні накладають на фотоелемент, що спричиняє до послаблення падаючого на фотоелемент випромінювання у певне число разів.

Криві відносної спектральної чутливості селенового фотоелемента і середнього людського ока неоднакові, тому показання люксметра залежать від спектрального складу випромінювання.

Зазвичай прилади градуюють з лампою розжарювання, і при вимірюванні простими люксметри освітленості, створюваної випромінюванням іншого спектрального складу (денне світло, люмінесцентне освітлення), застосовують отримані розрахунком поправкові коефіцієнти. Похибка вимірювань такими люксметри становить не менше 10% від вимірюваної величини.

Люксметри більш високого класу оснащуються корегувальними світлофільтрами, в поєднанні з якими спектральна чутливість фотоелемента наближається до чутливості ока, насадкою для зменшення помилок при вимірюванні освітленості, створюваної косопадаючим світлом, а також контрольною приставкою для повірки чутливості приладу.

Просторові характеристики освітлення вимірюють люксметри з насадками сферичної та циліндричної форми. Є моделі люксметрів з пристосуваннями для вимірювання яскравості. Похибка вимірювань кращими люксметрами є близько 1%.

Розглянемо люксметр Ю-117, призначений для вимірювання освітленості, яка створюється природним і штучним світлом. Люксметр складається з вимірювача та окремого фотоелемента з насадками. Всередині пластмасового корпуса люксметра знаходиться прилад магнітоелектричної системи, підсилювач на мікросхемі, резистори та інші елементи електричних кіл, а також джерело живлення. На передній панелі вимірювача розміщені вимірювальний прилад, коректор, кнопки перемикача, ручка встановлення нуля, а також таблиця з схемою використання кнопок перемикача та позначеннями насадок в залежності від найбільшого діапазону вимірювання. Селеновий фотоелемент приєднується до вимірювача через гніздо, яке розміщене на боковій стінці корпусу.

Технічні характеристики люксметра Ю-117 такі:

1. Діапазон вимірювання люксметра – від 0,1 до 100000 лк.

2. Межі допустимої похибки люксметра в основному діапазоні вимірювання – від 2 до 100 лк без насадок відповідає ±10% від значення вимірюваної освітленості, а в діапазоні від 0,1 до 0,2 лк (без насадок) – ±30% від значення вимірюваної освітленості.

3. Збільшення допустимої похибки при переходе з основного діапазону вимірювання на інші діапазони вимірювання, за допомогою установлення або видалення відповідних насадок, не перевищує ± 5% от значення вимірюваної освітленості.

4. Габаритні розміри, мм :

Вимірювач люксметра – 210х125х85;фотоелемент – 185х105х55;футляр – 300х155х135; Маса люксметра, кг:без футляра – 1,1.

Для порівняння нижче наведено технічні характеристикибільш досконалого люксметра LX-1330B:Діапазони вимірювання – ручний вибір, автоматичний від 0-200 лк до 2 000 лк, а також від 20 000 лк до 200 000 лк.Похибки відповідно до обраного діапазону: 0~200 лк: ±3 % 201~2 000 лк: ±3 % ; 2001~20 000 лк: ±4 % 20 001~200 000 лк: ±4 %.Час спрацьовування – 0,2 с .Температурна характеристика – ±0,1°C.Температура вимірювання – 32-104 F (0-40 °C).Екран – 3 1/2 розрядний LCD.Автоматичне калібрування – «0» значення.Запам'ятовування результатів.Сповіщення про недостатнє значення освітленості та його перевищення.Індикація заряду батареї.Живлення від замінної батареї 9В “ крона ”.Вага – 300 г.Розміри – 147x71x41мм + чутливий фотоелемент.

Послідовність вимірювання освітленості повинна відповідати стандарту ДСТУ Б В.2.2-6-97 та має такі етапи:

1. Слід провести заміну перегорілих ламп і чистку світильників.

2. При вимірюванні мінімальної освітленості приміщення визначають розміщення контрольних точок в плані приміщення. Для визначення контрольних точок план приміщення розбивають на рівні, по можливості, квадратні частини. Контрольні точки розміщують в центрі кожного квадрата. Мінімальне число контрольних точок для вимірювання освітленості визначають, виходячи з розмірів приміщення та висоти підвісу світильників над робочою поверхнею. Для цього розраховують індекс приміщення за формулою:

i = AB / (A+B) h_п , (45)

де A і B – довжина та ширина приміщення в плані, h_п – висота підвісу світильника над робочою поверхнею, тобто над робочими столами.

3. Мінімальну кількість контрольних точок для вимірювання середньої освітленості квадратного приміщення визначають за табл. 1.1.

Таблиця 5