4. Прилади й устаткування. Методи вимірювання показників

Прилади – люксметр Ю 116. Устаткування – напівсферична камера, вентилятор, стробоскоп.

Опис роботи люксметра Ю 116( рис.3.4).Переносний фотоелектричний люксметр Ю 116 призначений для виміру освітленості, створюваної природним і штучним світлом. Основний діапазон вимірів люксметра: 5…100 лк (без насадок). Неосновний діапазон вимірів люксметра: 50…100000 лк (з насадками КМ; КР; КТ). Принцип дії люксметра заснований на явищі фотоелектричного ефекту. При освітленні пластини селенового фотоелемента 1 у замкнутому контурі, що складається з фотоелемента і вимірювального індикатора 4, виникає електричний струм, пропорційно падаючому світловому потоку. Значення освітленості у лк визначається по одній із двох шкал: 0…30 чи 0…100 індикатора 4.

Увага! Зчитування показання стрілочного індикатора зі шкали 0…30 необхідно починати з 5 лк; зі шкали 0…100 лк – з 20 лк. Про це нагадують сріблясті крапки на шкалах. Для розширення діапазону вимірів використовують насадки, позначені буквами М, Р, Т, що встановлюються на фотоелемент разом з насадкою К (біла світлорозсіююча напівсфера з непрозорим кільцем). При цьому номінальний коефіцієнт ослаблення (φ) отриманих спарених насадок КМ, КР, КТ відповідно дорівнює 10, 100, 1000. На передній панелі приладу знаходяться дві кнопки перемикача діапазону вимірів 5 і таблиця зі схемою, що зв'язує дію кнопок і насадок (фільтрів з діапазоном вимірів).

5. Заходи безпеки

Рекомендації з експлуатації люксметра: не розбирати люксметр, ремонт його повинний виконуватися тільки фахівцем; оберігати люксметр від ударів і струсів; поводитися з фотоелементом і насадками, як з оптичними приладами; у випадку забруднення насадок протерти їх ватяним тампоном, змоченим у спирті; при забрудненні селенового фотоелемента протерти його сухим ватяним тампоном; при внесенні люксметра з холодного повітря у тепле приміщення не відкривати кришку футляра протягом двох – трьох годин.

Рис. 3.4 - Загальний вигляд люксметра Ю 116: 1 – селеновий фотоелемент; 2 – розетка шнура фотоелемента; 3 – розняття; 4 – вимірювальний індикатор; 5 – кнопки перемикача; К – насадка, біла світлорозсіююча напівсфера з непрозорим кільцем.

6. Питання для самоперевірки

1. Назвіть кількісні характеристики освітлення.

2. Поясніть якісні характеристики освітлення.

3. Дайте визначення основних термінів природної освітленості.

4. Дайте визначення основних термінів штучної освітленості.

5. Які види систем природного освітлення вам відомі ?

6. Поясніть класифікацію штучної освітленості за функціональним призначенням і способом розміщення джерела світла.

7. Яким параметром характеризується природне освітлення (який параметр нормується)?

8. Яким параметром характеризується штучне освітлення (який параметр нормується) ?

9. В яких одиницях вимірюють природне і штучне освітлення ?

10. Дайте визначення коефіцієнта природного освітлення.

11. Назвіть дві групи освітлювальних приладів.

12. Яка класифікація світильників існує за характером світлорозподілу ?

13. Яка класифікація світильників за захистом від дії навколишнього середовища вам відома ?

14. Назвіть достоїнства і недоліки ламп розжарювання.

15. Назвіть достоїнства і недоліки газорозрядних ламп.

16. Що таке стробоскопічний ефект ?

17.Яким приладом виміряється освітленість, основні його елементи і принцип роботи ?

­ 7. Порядок виконання лабораторної роботи

7.1. Порядок виконання ­вимірів освітленості.

7.1.1. Відкрити футляр приладу, переконатися, що кнопки перемикача 5 знаходяться у віджатому положенні. Якщо одна з кнопок знаходиться у натиснутому положенні, то необхідно трохи надавити сусідню кнопку і домогтися щоб обидві кнопки прийняли віджате положення.

7.1.2. Вийняти фотоелемент 1 і, не виймаючи прилад з футляра, приєднати розетку шнура фотоелемента 2 до розняття 3, що знаходиться внизу лівої бічної сторони корпуса приладу. При цьому проріз корпуса розетки повинен бути зорієнтований вниз.

7.1.3. Розташувати фотоелемент у вимірюваній точці на горизонтальній площині так, щоб виключити попадання на нього тіней.

7.1.4. Визначити діапазон виміру. Для цього, установивши насадку КТ у фотоелемент 1, домогтися за допомогою перемикача 5 (по черзі натискаючи кнопки перемикача: спочатку праву, потім ліву) щоб стрілка індикатора 4 знаходилася в одному із вимірювальних діапазонів 20…100 чи 5…30 лк.

УВАГА! При натиснутій правій кнопці значення вимірів зчитуються з верхньої шкали (0…100), а при натисканні лівої кнопки з нижньої – (0…30).

Результат вимірів буде дорівнює числу поділок стрілочного індикатора,

помноженого на коефіцієнт ослаблення світлового потоку (φ) цієї насадки (насадка КТ, отже, φ = 1000). Наприклад, насадка КТ, φ = 1000, натиснута ліва клавіша перемикача 5, зчитуємо показання на нижній шкалі, стрілка індикатора знаходиться на поділці 22, отже, вимірювана освітленість буде дорівнювати: 22 х 1000 = 22000 лк.

7.1.5. Якщо стрілка не встановлюється у діапазоні, що зчитується, то легким натисканням на кнопку перемикача 5, що знаходиться у віджатому положенні, домогтися щоб обидві кнопки прийняли віджате положення.

7.1.6. Замінити насадку КТ на КР і процедуру повторити. Якщо стрілка індикатора знову не встановлюється на діапазоні вимірів, що зчитується, то доцільно замінити насадку на КМ і провести виміри.

7.1.7. Якщо виміри освітленості не удалися, то необхідно забрати всі насадки і провести виміри освітленості за допомогою одного фотоелементу. У цьому випадку вимірювана освітленість буде дорівнювати тільки показанню індикатора 4. Наприклад, натиснута права кнопка перемикача 5, зчитуємо показання на верхній шкалі; стрілка знаходиться на поділці 78. Отже, освітленість у даній точці дорівнює 78 лк.

7.2. Порядок виконання ­вимірів.­

7.2.1. Ознайомитися з приладом - люксметром Ю 116. Процедуру виміру освітленості виконувати відповідно до п. 7.1.

7.2.2. Визначити систему природної освітленості.

7.2.3. Виконати завдання 1, 2, 3, 4. Результати вимірів записати до табл. 3.3; 3.4; 3.5.

Завдання 1. Визначити зміни коефіцієнта природної освітленості в залежності від відстані до джерела світла (вікна).

1. Розмістити у приміщенні на відстані 1,0 м від вікна у горизонтальній площині на висоті 0,8 м фотоелемент люксметра і провести вимір освітленості.

2. Вимірити освітленість згідно п.1 у точках приміщення, які розташовані на відстані 2,0; 3,0; 4,0 м від вікна .

3. Вимірити зовнішню освітленість. Для цього відкрити фрамугу вікна та установити зовні фотоелемент на відстані витягнутої руки в горизонтальній площині. Результат виміру помножити на два, тому що пластину фотоелемента висвітлює тільки половина небосхилу, інша половина закрита будинком.

4. За формулою (3.1) для кожної з 4-х точок розрахувати значення КПО.

5. За отриманими даними побудувати графік зміни КПО у лабораторії.

6. У залежності від величини КПО, з урахуванням системи освітлення визначити вид та розряд зорової роботи, яку можна виконувати на відстані 1,2,3,4 м від вікна.

7. Результати занести до табл. 3.3.

Завдання 2. Визначити КПО на робочому місці студента.

1. Розмістити на поверхні аудиторного столу фотоелемент і вимірити освітленість. Кожен студент вимірює освітлення на своєму робочому місці (на поверхні зошиту).

2. Вимірити зовнішнє освітлення (див. п. 3 завдання 1).

3. За формулою (3.1) розрахувати значення КПО.

4. Визначити до якого розряду роботи відноситься найменший розмір об’єкту (товщина ліній букв).

5. Зробити висновок.

Завдання 3. Провести виміри штучного освітлення на робочих місцях студентів: загального; комбінованого (загальне плюс місцеве).

1. Закрити вікна шторами і включити систему загального освітлення в приміщенні. Розмістити на поверхні аудиторного столу фотоелемент і вимірити освітленість. Кожен студент вимірює освітлення на своєму робочому місці.

2. Додатково до загального освітлення включити систему місцевого освітлення (освітлення приміщення – комбіноване).

Провести вимір освітлення комбінованої системи освітлення.

3. Результати вимірювання занести до табл.3.4.

Таблиця 3.3 - Результати вимірів природної освітленості

Параметри природної освітленості	Тип системи освітлення	Значення освітленості на відстані від вікна, м				Значення освітленості на робочому місці
		1	2	3	4
Освітленість внутрішня, Евн, лк
Освітленість зовнішня, Езовн, лк
КПО, %
Розряд виконуваної зорової роботи при даному значенні КПО

Таблиця 3.4 - Освітленість робочого місця студента.

Вид освітлення	Освітленість, лк
Загальне
Комбіноване
Частка загального освітлення, %

Завдання 4. Визначити вплив кута нахилу джерела світла ( лампи розжарювання) на освітленість при прокольному та поперечному розміщенні горизонтальної поверхні умовного робочого місця. Завдання виконується в напівсферичній камері.

1.Відкрити люк камери й установити фотоелемент на умовному робочому місці (у центрі диска камери).

2. Провести вимір освітленості, змінюючи кут освітлення: 15; 30; 45; 60; 75; 105; 135; 165 град при прокольному та поперечному розміщенні.

3. Результати вимірювання занести до табл.3.5.

4. За даними побудувати графік освітленості у залежності від кута нахилу джерела та розміщень ламп.

5. Зробити висновок.

Таблиця 3.5 - Вплив кута нахилу лампи на освітленість

Вимірювана величина	Кут нахилу лампи накалювання, град.
	15	30	45	60	75	105	135	165
Освітленість, лк

Завдання 5. Спостереження стробоскопічного ефекту. Демонстрацію стробоскопічного ефекту виконує викладач, який використовує напівсферичну камеру чи вентилятор і стробоскоп.

7.2.4. Після закінчення виконання вимірів: від’єднати розетку шнура фотоелемента 2 від розняття 3; надягти на фотоелемент насадку Т; укласти фотоелемент у кришку футляра; закрити футляр і поставити люксметр на місце його зберігання.