| Нормы освещенности измеряются в Люкс. Чтобы получить количество люкс на один квадратный метр, необходимо разделить количество люмен (единица измерения светового потока) на один квадратный метр. В конечном счете, нам важно не как светит лампа или светильник, а насколько хорошо освещен наш рабочий стол, например. Поэтому контролирующие органы проверяют соответствие реальной освещенности рабочей поверхности в Люкс установленным нормам освещенности. Видимые лучи, посылаемые источником света, называются световым потоком (ф), за единицу измерения которого принят люмен (Лм). Если световой поток встречает на своем пути какую-либо поверхность, то эта поверхность получает определенную освещенность, измеряемую в люксах (Лк), причём 1 Лк = 1 лм/м2. Уровни освещенности, таблица
Плотностью светового потока (L) определяется яркость излучающей свет поверхности независимо от того, сама ли она излучает свет (первичный излучатель), либо только отражает или пропускает световые лучи (вторичный излучатель, например, освещенные поверхности стен, пола, потолка). Освещённость помещения определяется освещенностью горизонтальной поверхности на высоте 0,85 м от уровня пола (примерно на уровне верха стола). Помещение может иметь различную освещенность (E). Отношение Емин/Еср служит для оценки равномерности освещения (табл. 1). Нормы освещенности при различных видах производственной деятельности, с учетом типа помещений.
Для большинства офисных помещений нормой является освещенность в 120 — 250 лк, складских помещений — 60 — 120 лк, производственных помещений — 120 — 500 лк. При этом, на письменном столе необходимо получить не менее 300 лк.
Рекомендуем также почитать: КСС или кривая силы света Светодиодные лампы — какие лучше |
Световые величины и единицы
Световой поток — мощность светового излучения, т. е. видимого излучения, оцениваемого по световому ощущению, которое оно производит на глаз человека. Световой поток измеряется в люменах.
Например лампа накаливания (100 Вт) излучает световой поток, равный 1350 лм, а люминесцентная лампа ЛБ40 — 3200.
Один люмен равен световому потоку, испускаемому точечным изотропным источником, c силой света равной одной канделе, в телесный угол, величиной в один стерадиан (1 лм = 1 кд·ср).
Полный световой поток, создаваемый изотропным источником, с силой света одна кандела, равен 4π люменам.
Существует и другое определение: единицей светового потока является люмен (лм), равный потоку, излучаемому абсолютно черным телом с площади 0,5305 мм2 при температуре затвердевания платины (1773° С), или 1 свеча·1 стерадиан.
Сила света — пространственная плотность светового потока, равная отношению светового потока к величине телесного угла, в котором равномерно распределено излучение. Единицей силы света является кандела.
Освещенность — поверхностная плотность светового потока, падающего на поверхность, равная отношению светового потока к величине освещаемой поверхности, по которой он равномерно распределен.
Единицей освещенности является люкс (лк), равный освещенности, создаваемой световым потоком в 1 лм, равномерно распределенным на площади в 1 м2, т. е. равный 1 лм/1 м2.
Яркость — поверхностная плотность силы света в заданном направлении, равная отношению силы света к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную тому же направлению.
Единица яркости — кандела на квадратный метр (кд/м2).
Светимость (светность) — поверхностная плотность светового потока, испускаемого поверхностью, равная отношению светового потока к площади светящейся поверхности.
Единицей светимости является 1 лм/м2.
Единицы световых величин в международной системе единиц СИ (SI)
| Наименование величины | Наименование единицы | Выражение через единицы СИ (SI) |
Обозначение единицы | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| русское | между- народное | |||||
| Сила света | кандела | кд | кд | cd | ||
| Световой поток | люмен | кд·ср | лм | lm | ||
| Световая энергия | люмен-секунда | кд·ср·с | лм·с | lm·s | ||
| Освещенность | люкс | кд·ср/м2 | лк | lx | ||
| Светимость | люмен на квадратный метр | кд·ср/м2 | лм·м2 | lm/m2 | ||
| Яркость | кандела на квадратный метр | кд/м2 | кд/м2 | cd/m2 | ||
| Световая экспозиция | люкс-секунда | кд·ср·с/м2 | лк·с | lx·s | ||
| Энергия излучения | джоуль | кг·м2/с2 | Дж | J | ||
| Поток излучения, мощность излучения | ватт | кг·м2/с3 | Вт | W | ||
| Световой эквивалент потока излучения | люмен на ватт |
|
лм/Вт | lm/W | ||
| Поверхностная плотность потока излучения | ватт на квадратный метр | кг/с3 | Вт/м2 | W/m2 | ||
| Энергетическая сила света (сила излучения) | ватт на стерадиан | кг·м2/(с3·ср) | Вт/ср | W/sr | ||
| Энергетическая яркость | ватт на стерадиан-квадратный метр | кг/(с3·ср) | Вт/(ср·м2) | W/(sr·m2) | ||
| Энергетическая освещенность (облученность) | ватт на квадратный метр | кг/с3 | Вт/м2 | W/m2 | ||
| Энергетическая светимость (излучаемость) | ватт на квадратный метр | кг/с3 | Вт/м2 | W/m2 | ||
Примеры:
| Тип лампы | Мощность, Вт | Световой поток, лм |
Примерная сила света, кд |
|---|---|---|---|
| Свеча | 1 | ||
| Лампа накаливания Б235-245-100 | 100 | 1380 | 100 |
| Лампа люминесцентная ЛБ 40 | 40 | 2800 | |
| Ртутная лампа высокого давления ДРЛ 250 | 250 | 13000 | |
| Обычный светодиод | 0,015 | 0,001 | |
| Сверхяркий светодиод | 5 | 3 |
ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК»
Под общей ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др.
М.: Издательство МЭИ, 1998
Термины и определения
- Подробности
- Категория: Информация RU
Основные термины и определения: *
СВЕТ, электромагнитные волны в интервале частот, воспринимаемых человеческим глазом (4,01014-7,51014 Гц). Длина волн от 760 нм (красный) до 380 нм (фиолетовый). В широком смысле — то же, что и оптическое излучение.
СВЕТОВАЯ ВОЛНА, электромагнитная волна видимого диапазона длин волн. Частота световой волны (или набор частот) определяет «цвет». Энергия, переносимая световой волной, пропорциональна квадрату ее амплитуды.
ОСВЕЩЕНИЕ, создание освещенности поверхностей предметов, обеспечивающее возможность зрительного восприятия этих предметов или их регистрации светочувствительными веществами или устройствами.
ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ, создают необходимые условия освещения, которые обеспечивают зрительное восприятие (видение), дающее около 90% информации, получа-емой человеком от окружающего его предметного мира.
СВЕТОВЫЕ ВЕЛИЧИНЫ, величины, характеризующие процессы излучения и распространения света, которые могут быть оценены по зрительному ощущению: световой поток, светимость, освещенность , сила света, яркость.
СВЕТОВОЙ ПОТОК, мощность лучистой энергии, оцениваемая по производимому ею зрительному ощущению или по ее действию на селективный приемник света. В СИ измеряется в люменах (лм).
ЛЮМЕН (от лат . lumen — свет), единица светового потока; обозначается лм. 1 лм — световой поток, испускаемый точечным источником в телесном угле 1 ср при силе света 1 кандела .
ТЕЛЕСНЫЙ УГОЛ, часть пространства, ограниченная некоторой конической поверхностью. Ед. измерения телесного угла называют стерадианом .
СТЕРАДИАН (от греч . stereos — телесный, пространственный и радиан), телесный угол, вершина которого расположена в центре сферы и который вырезает на поверхности сферы площадь, равновеликую площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы. ср. Полная сфера образует телесный угол, равный 4 ср. Стерадиан имеет лишь теоретическое и расчетное значение. Например, телесному углу в 1стер соответствует плоский угол между образующими конуса в 65°32′.
СВЕТИМОСТЬ, величина полного светового потока, испускаемого единицей поверхности источника света. В СИ измеряется в лм/м2 .
ОСВЕЩЕННОСТЬ, величина светового потока, падающего на единицу поверхности, измеряется в люксах .
ЛЮКС (от лат . lux — свет), единица освещенности СИ; обозначается лк. 1 лк — освещенности поверхности пл. 1 м2 при падающем на нее световом потоке, равном 1 лм.
ЛЮКСМЕТР (от лат . lux — свет и …метр), прибор для измерения освещенности, один из видов фотометров. Простейший люксметр состоит из фотоэлемента и микроамперметра, проградуированного в люксах.
СИЛА СВЕТА, световой поток, распространяющийся внутри телесного угла, равного 1 стерадиану. Единица измерения в системе СИ — кандела (кд).
КАНДЕЛА (от лат . candela — свеча), единица силы света (светового потока на единицу телесного угла).Кд — сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540 · 1012 Гц, энергетическая сила которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср.
ЯРКОСТЬ, характеристика светящихся тел, равная отношению силы света в каком-либо направлении к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную этому направлению. В системе СИ измеряется в канделах на м2 .
СВЕТОВАЯ ОТДАЧА источника света, световой поток, получаемый на единицу затраченной мощности. В СИ измеряется в лм/Вт.
СВЕТЛОТА, безразмерная величина, используемая для количественной оценки различия между зрительными (световыми) ощущениями, вызываемыми 2 смежными одноцветными поверхностями.
СВЕТОТЕХНИКА, область науки и техники, предмет которой — исследование принципов и разработка способов генерирования, пространственного перераспределения, измерения характеристик оптического излучения(света) и преобразования энергии света в др. виды энергии. С . охватывает также вопросы конструкторской и технологические разработки источников света ( ИС ), осветительных, облучающих и светосигнальных приборов и устройств, систем управления ИС , вопросы нормирования, проектирования, устройства и эксплуатации светотехнических установок.
ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ (от лат . lumen,) свечение веществ при данной температуре и возбужденное какими-либо источниками энергии. Возникает под действием света, электрического поля, радиоактивного и рентгеновского излучений при химических реакциях, при механических воздействиях.
ЛАМПА НАКАЛИВАНИЯ, источник света с излучателем в виде проволоки (нити или спирали) из тугоплавкого металла (обычно W), накаливаемой электрическим током до температуры 2500-3300 К. Световая отдача лампы накаливания 10-35 лм/Вт; срок службы от 5 до 1000ч. Изобретена в 1872 А. Н. Лодыгиным, усовершенствована Т. А. Эдисоном в 1879.
ЛЮМИНЕСЦЕНТНАЯ ЛАМПА, газоразрядный источник света низкого давления, световой поток которого определяется в, основном, свечением люминофоров под воздействием ультрафиолетового излучения электрического разряда. Световая отдача до 85 лм/Вт, срок службы до 10-15 тыс. ч. Применяются ЛЛ , главным образом, для общего и местного освещения.
ГАЛОГЕННАЯ ЛАМПА, лампа накаливания, в состав газовой смеси которой, кроме инертного газа, входят галогены металлов(обычно йод или бром). При одинаковой с обычной лампой накаливания мощности, имеет меньшие размеры, большую световую отдачу, срок службы и лучшую стабильность светового потока.
ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА, газоразрядные приборы, в которых электрическая энергия преобразуется в энергию оптического излучения при прохождении электрического тока через газы (чаще всего инертные), пары веществ (напр., пары ртути) или их смеси. В соответствии с непосредственным источником излучения различают газосветные (неоновые, ртутные, натриевые, металлогалогенные, ксеноновые), люминесцентные и др. Применяют ГИС главным образом для освещения, облучения и сигнализации.
ЦВЕТОВАЯ ТЕМПЕРАТУРА, эффективная величина, равная температуре абсолютно черного тела, при которой отношение энергетических яркостей для двух длин волн его спектра равно отношению этих же величин для спектра исследуемого источника света. Цвет излучения ощутимо влияет на т.н. цветовое впечатление освещённого объекта и ЦТ является одной из его характеристик. Наиболее часто встречающиеся ЦТ для ламп: тепло-белый (~2700-3000К), холодно-белый(~4000-4200К), дневной(~6000-6500К). Шкала коррелированной ЦТ позволяет определить градации спектрального распределения для разных ИС в сравнении с цветом стальной заготовки, раскалённой до определённой температуры.Чем выше температура (К), тем более преобладающим становится в светчении холодный, белый оттенок. Такое распределение оттенков выражается в градусах Кельвина. С некоторой степенью достоверности для описания спектрального распределения света предлагаем таблицу.
ИНДЕКС ЦВЕТОПЕРЕДАЧИ ( Ra ), показатель, также характеризующий цветовое впечатление, от цветопередающих свойств источника света. ИЦ завитсит от величины прерывистости спектра излучаемого света и тем выше, чем он непрерывнее. Этот показатель выше у ламп накаливания и ниже у газоразрядных. Максимальное значение ИЦ равно 100 и соответствует прекрасной цветопередаче. Не следует путать ИЦ с цветовой температурой, это разные параметры. В практике используется 3 квалитета ИЦ :
удовлетворительный – Ra < 80 ;
хороший, нормальный – 80 <= Ra <= 90;
отличный -90 <=Ra <= 100.
Измерение освещённости | в помещениях | Производственный контроль | Заказать
Измерение уровня освещения – комплекс мероприятий по определению соответствия освещенности рабочего места нормативным значениям. Достаточная освещенность для комфортных условий труда играет первоочередную важность. Компания «ГУП «Дезконтроль» предлагает услуги по профессиональному измерению освещенности в Москве.Влияние освещенности на здоровье человека
Человек проводит на своем рабочем месте треть суток. Это может быть производственный цех, кабинет менеджера или операционная в клинике. Общее самочувствие, здоровье и способность выполнять работу в любом помещении зависит от микроклимата на рабочем месте.Обеспечение правильной, с достаточной интенсивностью освещенности рабочего места – требование федерального законодательства.
Недостаточно яркий свет, мерцающий или искажающий цветовосприятие затормаживает центральную нервную систему человека. Возникает ощущение сонливости и переутомления. Чрезмерно яркий, наоборот, действует как раздражитель, активирует ресурсы организма, что приводит к его быстрому «износу» и частым эмоциональным кризам человека.
Нормативные требования по освещенности объектов
Нормы освещенности регулирует СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03. Согласно нормативному акту, объекты разделяются на общественные и жилые. Для каждого вида объектов предусмотрена норма интенсивности света при естественном, совмещенном и искусственном освещении.От типа объекта и характера выполняемых работ в общественном помещении зависит интенсивность освещенности. Как регламентируются нормы интенсивности искусственного освещения на различных объектах:
- для жилых помещений – от 150 до 300 лк;
- для помещений в административных зданиях – 500 лк;
- для школьных классов – от 400 до 500 лк;
- для предприятий общественного питания – 400 до 500 лк;
- для чертежных залов в конструкторских бюро – 700 лк.
- Нормативы допускают максимальное отклонение от нормы в 10%.
Методика измерения освещенности специалистами ГУП «Дезконтроль»
Для каждого объекта наша компания подбирает подходящую методику измерения освещенности, но все измерения специалист проводит одним прибором – люксметром. Работа люксметра основана на использовании фотоэлементов. Точность измерений зависит от их разрешительной способности. Чем выше нужная точность измерений, тем сложнее и дороже необходимый люксметр. Лаборатория ГУП «Дезконтроль» обладает профессиональным оснащением для любой задачи по измерению освещения.Измерение состоит из четырех этапов:
- Осматриваем все источники искусственного света и даем рекомендации по замене перегоревших ламп и чистке плафонов.
- Изучаем план помещения и отмечаем точки, в которых следует провести измерение естественной, смешанной и искусственной освещенности. Составляем график проведения замеров.
- Выполняем замеры. Данные заносим в протокол.
- Данные измерений сравниваем со значениями нормативных требований. Оформляем экспертное заключение.
Преимущества измерения освещенности с ГУП «Дезконтроль»
ГУП «Дезконтроль» использует только профессиональное оборудование с высочайшей точностью и минимальной погрешностью. Кроме экспертной оценки, наши специалисты дают практические рекомендации, какими методами можно добиться правильного освещения рабочих мест. Выполнение наших рекомендаций на 100% гарантирует отсутствие замечаний при проверке контролирующих организаций.Главные преимущества компании: специалисты с высшим медицинским образованием и опытом исследований, которые ГУП «Дезконтроль» проводит с 1999 года. Мы имеем разрешения на эту деятельность.
Стоимость работ зависит от площади объекта и количества рабочих мест. Свяжитесь с ГУП «Дезконтроль» сейчас: мы дадим предварительную консультацию, оценим стоимость услуг и оформим заказ на измерения.
Освещённость в сумерки. Время изменения интенсивности освещенности
LUX (Lx) — это люксы, т.е. единицы освещённости. Люксами измеряют освещённость поверхности, на которую попадает свет.
Для определения освещенности применяют приборы, называемые люксметрами. Наиболее благоприятная освещённость для помещения составляет 200 люкс.
Освещенность в Санкт-Петербурге.
Наружную рекламу, коммерческое освещение 150-100 люкс
Придомовое освещение 70-30 люкс.
Магистральное освещение 40-10 люкс.
Освешщение на набережных 10-5 люкс.
Чтение газеты затруднительно ниже освещённости 5 люкс.
Время изменения интенсивности освещенности от 300 люкс (ещё светло) до 2 люкс (темно) не превышает 50 мин.
Пример изменения освещенности в ясный день 13 марта 2012 года.
19:56 — Заход солнца
19:45 — 300 ЛК
19:58 — 100 ЛК
20:00 — 70 ЛК
20:03 — 50 ЛК
20:10 — 22 ЛК
20:20 — 7 ЛК
20:32 — 1.5 ЛК (темно)
20:42 — 0.15 ЛК
21:00 — 0,05 ЛК
28 октября 2012 года
18:10 — Заход солнца
18:00 — 310 ЛК
18:13 — 105 ЛК
18:26 — 30 ЛК
18:39 — 6 ЛК
18:52 — 1,4 ЛК
• Яркое солнце 50.000-100.000 LUX
• Солнечный день в тени 7000-5000
• Пасмурный день 1000-500 LUX
• Заход солнца 130-100 LUX
• Сумерки
• Белая ночь 5 LUX
• Окончание сумерек 1-0,5 LUX
• Лунная ночь 0,3 LUX
• Звездная ночь 0.00005 LUX
• Тьма 0,0………..1 LUX
Часть суток после захода Солнца называется вечерними сумерками, а перед его восходом — утренними. Сумерки — постепенное ослабление дневного света после захода Солнца или уменьшение ночной темноты перед восходом Солнца.
В сумерки свет изменяется непрерывно. Сумерки длятся тем дольше, чем севернее вы находитесь в Северном полушарии и чем южнее в Южном. За Северным и Южным Полярным кругом в некоторые времена года сумерки длятся всю ночь, на экваторе же их продолжительность исчисляется минутами.
Все подсчеты по освещённости близки к реальным. Плюс минус от открытых пространств до глухих дворов.
Следует учесть, что в зимнее время снежный покров влияет на освещенность.
Освещённость прямо пропорциональна силе света и обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника света до освещаемой поверхности. Люкс равен освещенности поверхности площадью один метр квадратный при световом потоке падающего на нее излучения, равном один люмен.
Исходя из большого опыта по работе с клиентами, и изучив принцип настройки светореле, мы пришли к выводу, что 90 % покупателей устанавливают чувствительность (порог срабатывания) в среднее положение (либо вообще ничего не крутят). Для экономии электроэнергии, как это делают городские власти, небольшая доля покупателей устанавливает порог срабатывания минимальный. А те, кто желает что бы свет начинал светить раньше других, устанавливает максимальный порог срабатывания.
Мы запустили в серию светореле с несколькими самыми эффективными порогами срабатывания.
Пример разницы по длительности (27 февраля) сумеречного времени Москва — 38 минут, Питер — 42 минуты, Сочи — 29 минут, Владивосток — 28 минут, Архангельск — 49 минут. Ссылка по городам по заходу солнца и протяжённости сумеречного времени.
В продаже фотореле с компенсацией собственного света!
%d0%b5%d0%b4%d0%b8%d0%bd%d0%b8%d1%86%d0%b0%20%d0%be%d1%81%d0%b2%d0%b5%d1%89%d1%91%d0%bd%d0%bd%d0%be%d1%81%d1%82%d0%b8 — со всех языков на все языки
Все языкиАнглийскийРусскийКитайскийНемецкийФранцузскийИспанскийШведскийИтальянскийЛатинскийФинскийКазахскийГреческийУзбекскийВаллийскийАрабскийБелорусскийСуахилиИвритНорвежскийПортугальскийВенгерскийТурецкийИндонезийскийПольскийКомиЭстонскийЛатышскийНидерландскийДатскийАлбанскийХорватскийНауатльАрмянскийУкраинскийЯпонскийСанскритТайскийИрландскийТатарскийСловацкийСловенскийТувинскийУрдуФарерскийИдишМакедонскийКаталанскийБашкирскийЧешскийКорейскийГрузинскийРумынский, МолдавскийЯкутскийКиргизскийТибетскийИсландскийБолгарскийСербскийВьетнамскийАзербайджанскийБаскскийХиндиМаориКечуаАканАймараГаитянскийМонгольскийПалиМайяЛитовскийШорскийКрымскотатарскийЭсперантоИнгушскийСеверносаамскийВерхнелужицкийЧеченскийШумерскийГэльскийОсетинскийЧеркесскийАдыгейскийПерсидскийАйнский языкКхмерскийДревнерусский языкЦерковнославянский (Старославянский)МикенскийКвеньяЮпийскийАфрикаансПапьяментоПенджабскийТагальскийМокшанскийКриВарайскийКурдскийЭльзасскийАбхазскийАрагонскийАрумынскийАстурийскийЭрзянскийКомиМарийскийЧувашскийСефардскийУдмурдскийВепсскийАлтайскийДолганскийКарачаевскийКумыкскийНогайскийОсманскийТофаларскийТуркменскийУйгурскийУрумскийМаньчжурскийБурятскийОрокскийЭвенкийскийГуараниТаджикскийИнупиакМалайскийТвиЛингалаБагобоЙорубаСилезскийЛюксембургскийЧерокиШайенскогоКлингонский
Все языкиРусскийАнглийскийДатскийТатарскийНемецкийЛатинскийКазахскийУкраинскийВенгерскийТурецкийТаджикскийПерсидскийИспанскийИвритНорвежскийКитайскийФранцузскийИтальянскийПортугальскийАрабскийПольскийСуахилиНидерландскийХорватскийКаталанскийГалисийскийГрузинскийБелорусскийАлбанскийКурдскийГреческийСловенскийИндонезийскийБолгарскийВьетнамскийМаориТагальскийУрдуИсландскийХиндиИрландскийФарерскийЛатышскийЛитовскийФинскийМонгольскийШведскийТайскийПалиЯпонскийМакедонскийКорейскийЭстонскийРумынский, МолдавскийЧеченскийКарачаевскийСловацкийЧешскийСербскийАрмянскийАзербайджанскийУзбекскийКечуаГаитянскийМайяАймараШорскийЭсперантоКрымскотатарскийОсетинскийАдыгейскийЯкутскийАйнский языкКхмерскийДревнерусский языкЦерковнославянский (Старославянский)ТамильскийКвеньяАварскийАфрикаансПапьяментоМокшанскийЙорубаЭльзасскийИдишАбхазскийЭрзянскийИнгушскийИжорскийМарийскийЧувашскийУдмурдскийВодскийВепсскийАлтайскийКумыкскийТуркменскийУйгурскийУрумскийЭвенкийскийЛожбанБашкирскийМалайскийМальтийскийЛингалаПенджабскийЧерокиЧаморроКлингонскийБаскскийПушту
| 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 | 0,000 0,0175 0,035 0,052 0,070 0,087 0,104 0,122 0,139 0,156 0,174 0,191 0,208 0,225 0,242 0,259 0,276 0,292 0,309 0,326 0,342 0,358 0,375 0,391 0,407 0,423 0,438 0,454 0,469 0,485 0,500 0,515 0,530 0,545 0,559 0,574 0,588 0,602 0,616 0,629 0,643 0,656 0,669 0,682 0,695 | 0,000 0,0175 0,035 0,052 0,070 0,088 0,105 0,123 0,140 0,158 0,176 0,194 0,213 0,213 0,249 0,268 0,287 0,306 0,325 0,344 0,364 0,384 0,404 0,424 0,445 0,466 0,488 0,510 0,532 0,554 0,577 0,601 0,625 0,649 0,674 0,700 0,726 0,754 0,781 0,810 0,839 0,869 0,900 0,932 0,966 | 1,000 0,999 0,998 0,996 0,993 0,989 0,984 0,978 0,971 0,964 0,955 0,946 0,936 0,925 0,913 0,901 0,882 0,874 0,860 0,845 0,830 0,814 0,797 0,780 0,762 0,744 0,726 0,707 0,688 0,669 0,649 0,630 0,610 0,590 0,570 0,550 0,530 0,509 0,489 0,469 0,449 0,430 0,410 0,391 0,372 | 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 | 0,707 0,719 0,731 0,743 0,755 0,766 0,777 0,788 0,799 0,809 0,819 0,829 0,839 0,848 0,857 0,866 0,875 0,883 0,891 0,899 0,906 0,914 0,920 0,927 0,934 0,940 0,946 0,951 0,956 0,961 0,966 0,970 0,974 0,978 0,982 0,985 0,988 0,990 0,992 0,994 0,996 0,998 0,999 0,999 1,000 | 1,000 1,036 1,072 1,111 1,157 1,199 1,235 1,280 1,327 1,376 1,428 1,483 1,540 1,600 1,664 1,732 1,804 1,881 1,963 2,050 2,145 2,246 2,356 2,475 2,605 2,747 2,904 3,078 3,271 3,487 3,732 4,011 4,331 4,705 5,14 5,67 6,31 7,12 8,14 9,51 11,43 14,3 19,1 28,6 57,3 | 0,353 0,335 0,317 0,299 0,282 0,266 0,249 0,233 0,218 0,203 0,189 0,175 0,161 0,149 0,136 0,125 0,114 0,103 0,094 0,084 0,075 0,067 0,0596 0,0525 0,0460 0,0399 0,0345 0,0294 0,0249 0,0209 0,0173 0,0141 0,0113 0,0090 0,0069 0,0052 0,0038 0,0027 0,0018 0,0011 0,00066 0,00034 0,00014 0,000042 — |
Конвертер освещенности • Фотометрия — Свет • Определения единиц измерения • Онлайн-конвертеры единиц измерения
Фотометрия — свет
Фотометрия — это наука об измерении энергетических характеристик света с точки зрения его яркости, воспринимаемой человеческим глазом.В отличие от радиометрии, которая представляет собой науку об измерении абсолютной мощности лучистой энергии (включая свет), в фотометрии мощность излучения на каждой длине волны взвешивается функцией светимости или функцией визуальной чувствительности, которая моделирует чувствительность человека к яркости.
Конвертер освещенности
В физике освещенность — это общее количество световой энергии, достигающей освещенной поверхности на единицу площади. Это мера интенсивности света, воспринимаемого человеческим глазом. Другими словами, освещенность определяет, насколько падающий свет освещает поверхность, взвешенный по длине волны функцией светимости, чтобы коррелировать с восприятием яркости человека.
Точно так же световая эмиссия — это световой поток на единицу площади, излучаемый с поверхности.Излучение света также известно как выходное излучение света.
Световой поток, измеряемый в люменах, можно рассматривать как меру общего «количества» присутствующего видимого света. Освещенность — это мера интенсивности освещения на поверхности. Чем больше площадь, освещаемая данным источником света, тем более тускло эта область будет освещена этим источником света. Следовательно, освещенность обратно пропорциональна площади.
В производных единицах СИ освещенность измеряется в люкс (лк), или люмен на квадратный метр (1 люкс = 1 лм / м² = 1 кд · ср · м²) .В системе CGS единицей освещенности является фот , что равно 10 000 люкс. В фотографии часто используется неметрическая единица освещенности фут-свеча . Фут-свеча определяется как количество света, которое получает внутренняя поверхность сферы радиусом 1 фут, если бы в точном центре сферы был единый точечный источник в одну канделу. В качестве альтернативы его можно определить как освещенность на поверхности площадью 1 квадратный фут, на которой имеется равномерно распределенный поток в один люмен.Другими словами, это количество света, которое фактически падает на данную поверхность. Фут-свеча равна одному люмену на квадратный фут.
Использование конвертера «Конвертер освещенности»
Этот онлайн-конвертер единиц измерения позволяет быстро и точно преобразовывать многие единицы измерения из одной системы в другую. Страница преобразования единиц представляет собой решение для инженеров, переводчиков и для всех, чья деятельность требует работы с величинами, измеренными в различных единицах.
Вы можете использовать этот онлайн-конвертер для преобразования нескольких сотен единиц (включая метрические, британские и американские) в 76 категорий или нескольких тысяч пар, включая ускорение, площадь, электрическую энергию, энергию, силу, длину, свет, массу, массовый расход, плотность, удельный объем, мощность, давление, напряжение, температура, время, крутящий момент, скорость, вязкость, объем и емкость, объемный расход и многое другое.
Примечание: Целые числа (числа без десятичной точки или показателя степени) считаются с точностью до 15 цифр, а максимальное количество цифр после десятичной точки равно 10.», то есть « умножить на десять в степени ».Электронная нотация обычно используется в калькуляторах, а также учеными, математиками и инженерами.
Мы прилагаем все усилия, чтобы результаты, представленные конвертерами и калькуляторами TranslatorsCafe.com, были правильными. Однако мы не гарантируем, что наши конвертеры и калькуляторы не содержат ошибок. Весь контент предоставляется «как есть», без каких-либо гарантий. Условия и положения.
Если вы заметили ошибку в тексте или расчетах, или вам нужен другой конвертер, которого вы здесь не нашли, сообщите нам об этом!
TranslatorsCafe.com Конвертер единиц YouTube канал
кандела, люмен, люкс: уравнения
Пожалуйста, включите JavaScript, чтобы отображать математику на этой странице.
Свет измеряется разными методами, поэтому существует несколько родственные, но разные единицы измерения. В этой статье дается краткий обзор из наиболее широко используемых мер и представляет несколько уравнений для преобразования одной меры в другую. Для удобства стол с калькуляторами конвертации находится внизу этой страницы.
Оптическое излучение охватывает широкий спектр, включая инфракрасный и ультрафиолетовый. свет. Для краткости в этой статье основное внимание уделяется видимому свету . (область фотометрии).
Кандела
Кандела (единица кд) происходит от яркости «стандартная свеча», но более точное определение она получила в Международной Система единиц (СИ) — в то время эта единица также была переименована в «свечу». на «канделу».
Кандела измеряет количество излучаемого света в диапазоне (трехмерном) угловой пролет.Поскольку сила света описывается с помощью угла, расстояние, на котором вы измеряете эту интенсивность, не имеет значения. Для простоты иллюстрации на картинке справа три измерения сведены до двух. В На этой картинке экран B будет улавливать точно такое же количество световых лучей (испускаемых от источника света) в качестве экрана A — при условии, что экран A был удален, чтобы не затемнение экрана B. Это связано с тем, что экран B покрывает тот же угол, что и экран A.
Угловой диапазон для канделы выражается в стерадианах, без единицы измерения. (например, радиан для углов в двумерном пространстве).Один стерадиан на сфера радиусом в один метр дает поверхность в один метр 2 . Полная сфера измеряет \ (4 \ pi \) стерадианы.
См. Раздел о люксе, чтобы узнать о соотношении канделы и люкс.
Люмен
Если вы посмотрите на светодиоды, особенно светодиоды высокой яркости, вы можете заметить, что светодиоды с высокой силой света (в канделах или милликанделах, мкд) обычно имеют узкий угол при вершине. Аналогично светодиоды с широким угол при вершине обычно имеет относительно низкую яркость интенсивность.То же самое и с галогенными пятнами с отражателем: с узконаправленными отражатель имеет более высокий рейтинг в канделах, чем прожекторы того же власть.
Причиной этой связи является полная энергия, производимая светодиодом. Светодиоды определенного класса (например, «высокий поток») все производят примерно одинаковое количество световая энергия. Однако, когда светодиод излучает свою полную энергию в пучке с узким угол, интенсивность будет больше (в направлении этого угла), чем когда такая же энергия была излучена под большим углом.
Люмен (единица лм) дает общий световой поток источника света на умножение интенсивности (в канделах) на угловой диапазон, на котором свет испускается. С символом \ (\ Phi_v \) для просвета, \ (I_v \) для канделы и \ (\ Omega \) для углового размаха в стерадиане соотношение:
\ [\ Phi_v = I_v \ cdot \ Omega \]Если источник света изотропный (что означает: однородный во всех направлениях), \ (\ Phi_v = 4 \ pi \ I_v \). Это потому, что сфера измеряет \ (4 \ pi \) стерадианы.См. Тему об углах при вершине, чтобы получить трехмерный угловой пролет \ (\ Omega \) от угла раскрытия.
Стандартная лампа 120 В / 60 Вт рассчитана на 850 лм, и эквивалентная лампа мощностью 230 В / 60 Вт рассчитана на 700 лм. Низкое напряжение (12 В) Вольфрамовая галогенная лампа мощностью 20 Вт дает примерно 310 лм.
Люкс
Люкс (единица люкс) — это мера освещенности поверхности. Люксметры часто измерять значения люкс (или фут-кандел, но они напрямую связаны: один фут-свеча — 10.764 лк). Формально люкс — это производная единица от люмена, т.е. производная единица от канделы. Тем не менее, понятие люкс легче по сравнению с кандела, чем просвет.
Разница между люксом и канделой в том, что люкс измеряет освещенность поверхность, а не угол. В конечном итоге расстояние эта поверхность от источника света становится важным фактором: чем дальше что поверхность от источника света, тем меньше она будет освещена им.На картинке справа экран A имеет тот же размер, что и экран B.
Один стерадиан на сфере радиусом один метр дает поверхность в один метр. м 2 (см. раздел о канделах). Отсюда следует, что при расстояние измерения 1 метр, значения для кандел (люмен на стерадиан) и люкс (люмен на м 2 ) такие же. Как правило, измерения в люксах могут можно преобразовать в канделы и обратно, если известно расстояние измерения. Примечание что при измерении светодиодов виртуальное происхождение источника света лежит в нескольких миллиметры позади физического точечного источника из-за линзы светодиода — это становится актуальным при измерении светодиодов на небольшом расстоянии.2 \) (неофициально, но все еще широко используется) — «Нит».
Яркость и освещенность («люкс») связаны в том смысле, что яркость — это мера света, испускаемого поверхностью (либо из-за отражения, либо из-за это светоизлучающая поверхность), а освещенность — это мера попадания света на поверхность. Предполагая идеальную диффузно отражающую поверхность, вы можете умножить измерьте в «Нитах» на \ (\ pi \), чтобы получить эквивалентное значение в люксах. То есть с \ (L_v \) для яркости и \ (E_v \) для люкс:
\ [E_v = L_v \ cdot \ pi \]Как и в случае с Lux, существует несколько более старых единиц яркости, из которых фут-ламберт, вероятно, самый распространенный (из-за его отношения 1 к 1 с свеча на ламбертово-отражающей поверхности).Эти старые агрегаты легко конвертируются в канделы на квадратный метр путем умножения их на масштабный коэффициент. Для фут-ламберта, масштабный коэффициент равен 3,425.
Угол при вершине
Поскольку просвет и размеры канделы связаны через угол обзора (или угол при вершине ), полезно знать, как этот угол определяется.
Один измеряет угол между осью, где источник света дает максимальную отдачу. сила света и ось, на которой эта сила уменьшается до 50%.в На картинке справа этот угол обозначен \ (\ theta \). Угол при вершине вдвое больше этого угла (что означает \ (2 \ theta \)).
Обратите внимание, что снижение интенсивности до 50% основано на линейной шкале, но что наше восприятие яркости , а не линейно. CIE стандартизировал соотношение между силой света и воспринимаемой яркостью как кубический корень; другие источники утверждают, что квадратный корень лучше аппроксимирует это соотношение. Смотрите также страница по цветовой метрике.
Трехмерный угловой диапазон для угла при вершине с использованием \ (\ Omega \) для угловой размах (в стерадианах) и \ (2 \ theta \) для угла при вершине:
\ [\ Omega = 2 \ pi \ left ({1 — \ cos {2 \ theta \ over 2}} \ right) \]Эффективность освещения
Есть множество способов осветить поверхность или комнату: лампы накаливания, люминесцентные лампы, светодиоды, вольфрамово-галогенные лампы, электролюминесцентные листы, и другие. Их часто сравнивают по эффективности поворота электрических энергия к световой энергии.
Официальное название световой отдачи — «световая отдача источника». Этот не следует путать со «световой эффективностью излучения», которое не учитывает потери из-за тепловыделения и др. (и поэтому дает значительно более высокие ценности). Эффективность освещения измеряется в лм / Вт (люмен на ватт).
Эффективность освещения часто выражается в процентах, исходя из теоретических значений. максимальное значение светоотдачи 683,002 лм / Вт (на длине волны 555 нм).Например, на момент написания этой статьи белый светильник мощностью 1 Вт может достигать КПД более 100 лм / Вт, что дает КПД 15%. Хотя это может кажутся низкими, светодиоды на самом деле довольно эффективны по сравнению с другими методами освещения.
Уравнения
Уравнения в этом разделе даны без дополнительных объяснений или выводов. За подробностями обращайтесь к технической литературе или Википедия.
| От | до | Учитывая | Уравнение |
|---|---|---|---|
| Кандела (\ (I_v \)) | Люмен (\ (\ Phi_v \)) | угол при вершине α | \ (\ Phi pi I_v \ left ({1 — \ cos {\ alpha \ over 2}} \ right) \) |
| Люмен (\ (\ Phi_v \)) | Кандела (\ (I_v \)) | угол при вершине α | \ (I_v = {\ Phi_v \ over {2 \ pi \ left ({1 — \ cos {½ \ alpha}} \ right)}} \) |
| Люмен (\ (\ Phi_v \)) | люкс (\ (E_v \)) | площадь поверхности A (м 2 ) | \ (E_v = {\ Phi_v \ over A} \) |
| люкс (\ (E_v \)) | Люмен (\ (\ Phi_v \)) | площадь поверхности A (м 2 ) | \ (\ Phi_v = E_v \ cdot A \) |
| Кандела (\ (I_v \)) | Люкс (\ (E_v \)) | расстояние измерения D (м) | 901 44 \ (E_v = {I_v \ over {D ^ 2}} \)|
| люкс (\ (E_v \)) | Кандела (\ (I_v \)) | расстояние измерения D (м) | \ (I_v = E_v \ cdot D ^ 2 \) |
Например, если в техническом паспорте светодиода высокой яркости упоминается, что он производит 1500 мкд (1.\ circ} \ right) \ cr & \ приблизительно 1,70 \, {\ rm lm} } \]
Калькуляторы преобразования
Основываясь на уравнениях, разработанных и представленных выше, приведенная ниже таблица позволяет вам: чтобы быстро преобразовать одну меру в другую.
Для калькуляторов, указанных в таблице ниже, требуется JavaScript.
Если ваш браузер поддерживает JavaScript, убедитесь, что он включен.
Оценка
Результат уравнений (и калькуляторов на их основе) может отличаться от данные, предоставленные производителем светодиодов или прожекторов, или от того, что вы измеряете с помощью люксметр по нескольким причинам.Производитель может указать силу света. (в канделах или милликанделах) перпендикулярно свету источник, а не среднее значение по углу при вершине. Другая сложность заключается в том, что значения кандел, люмен и люкс стандартизированы. для света с длиной волны 555 нм или зеленого света. Для светодиодов другого цвет, следует применить весовую функцию, используя стандартизированную модель человеческий глаз. Стандартные люксметры имеют в лучшем случае только фильтры дневного света и лампа накаливания, поэтому светодиоды могут значительно отклоняться (даже белые Светодиоды, так как спектр не такой, как у ламп накаливания).
Освещенность, объяснено энциклопедией RP Photonics; интенсивность освещения, измерение, фотометр
Энциклопедия> буква I> освещенность
Определение: падающий световой поток на единицу площади поверхности
немецкий: Beleuchtungsstärke
Категории: обнаружение и определение характеристик света, оптическая метрология
Обозначение формулы: E v
Единицы: люкс (лк)
Как цитировать статью; предложить дополнительную литературу
Автор: Dr.Rüdiger Paschotta
URL: https://www.rp-photonics.com/illuminance.html
Рисунок 1: Освещенность — это световой поток, приходящийся на единицу площади.Освещенность — это величина, определяемая в области фотометрии, которая используется для количественной оценки интенсивности освещения, например на офисном столе. В отличие от физической величины, такой как освещенность (соответствующая величина в радиометрии), она учитывает зависящую от длины волны чувствительность человеческого глаза, как правило, для фотопического зрения.Соответствующая радиометрическая величина — это энергетическая освещенность, указанная в единицах Вт / м 2 , из которой можно рассчитать освещенность, используя функцию яркости.
В системе СИ это количество люкс (лк). 1 люкс соответствует световому потоку 1 люмен на квадратный метр (1 лм / м 2 ). Это то, что примерно достигается светом полной Луны на поверхности Земли.
Измерение освещенности
Фигура 2: Многоцелевой прибор, который также служит фотометром (люксметром), отображающим освещенность на столе.Значения освещенности можно измерить фотометрами. Такое устройство может содержать фотодиод, снабженный подходящим оптическим фильтром, чтобы соответствовать зависящей от длины волны чувствительности человеческого глаза.
На рисунке 2 показано простое многоцелевое измерительное устройство со встроенным фотодетектором, которого достаточно, например, для проверки освещенности на рабочем месте. Специализированные фотометры (люксметры) часто имеют отдельную измерительную головку, которая присоединяется к прибору индикации с помощью кабеля.
Для точных измерений освещенности используемый фотоприемник должен иметь правильную угловую зависимость своей чувствительности. Это означает, что падающие фотоны должны вносить вклад в измерительный сигнал независимо от их угла падения.
Обратите внимание, что из-за такой адаптации глаза к разным уровням освещенности (см. Ниже) очень трудно надежно оценить уровни освещенности без использования измерительного прибора.
Рекомендуемый уровень освещенности в помещениях
Значения освещенности полезны в контексте освещения комнат.Для офисной работы и чтения бумажных документов рекомендуется, чтобы на столе была освещенность около 500 лк. Для сравнения, полный солнечный свет, падающий на белую бумагу, создает освещенность порядка 100 000 люкс, что может быть неудобно. В пасмурные дни освещенность легко может упасть до 1000 лк или даже ниже.
Как правило, искусственное освещение в комнатах дает значения освещенности, которые намного ниже, чем при прямом солнечном свете, и, тем не менее, в большинстве случаев достаточны для идеального зрения.Воздействие на глаза высоких уровней освещенности, например под воздействием яркого солнечного света ускоряет старение сетчатки (в основном ее центральной части, желтого пятна) и хрусталика глаза — последнее в основном из-за ультрафиолетового содержания солнечного света, в то время как компоненты синего света также, как известно, приводят к дегенерации желтого пятна в течение более длительных периодов времени. Поэтому рекомендуется использовать эффективную защиту глаз в условиях интенсивного освещения.
Обратите внимание, что человеческий глаз может адаптироваться к разным уровням освещенности в широком диапазоне: у нас есть по крайней мере некоторое скотопическое зрение (без цветового восприятия) при очень низких уровнях освещенности, даже ниже 10 −4 лк, при значительно более высоких уровнях освещенности. чем солнечные лучи можно терпеть какое-то время.Частично эта адаптация достигается за счет открытия или закрытия радужной оболочки, а частично за счет использования различных световых сенсоров: трех разных типов колбочек (для светового зрения с цветовым восприятием) и одного вида стержней (для скотопического зрения с существенно более высокой чувствительностью, но без цвета. восприятия).
Зависимость освещенности от яркости
Яркость следует строго отличать от аналогичного термина «яркость». Эти две величины очень разные, и даже имеют разные единицы измерения (лм м -2 vs.лм ср −1 м −2 ). Освещенность характеризует свет, падающий на освещаемый объект, в то время как яркость имеет отношение к визуальной яркости объекта, а также учитывает угловое распределение.
Вопросы и комментарии пользователей
Здесь вы можете оставлять вопросы и комментарии. Если они будут приняты автором, они появятся над этим абзацем вместе с ответом автора. Автор примет решение о приеме на основании определенных критериев.По сути, вопрос должен представлять достаточно широкий интерес.
Пожалуйста, не вводите здесь личные данные; в противном случае мы бы скоро удалили его. (См. Также нашу декларацию о конфиденциальности.) Если вы хотите получить личный отзыв или консультацию от автора, пожалуйста, свяжитесь с ним, например по электронной почте.
Отправляя информацию, вы даете свое согласие на возможную публикацию ваших материалов на нашем веб-сайте в соответствии с нашими правилами. (Если вы позже отзовете свое согласие, мы удалим эти данные.) Поскольку ваши материалы сначала рассматриваются автором, они могут быть опубликованы с некоторой задержкой.
См. Также: фотометрия, освещенность, фотометры
и другие статьи в категориях: обнаружение и определение характеристик света, оптическая метрология
Если вам нравится эта страница, поделитесь ссылкой с друзьями и коллегами, например через соцсети: Эти кнопки обмена реализованы с учетом конфиденциальности! |
Код для ссылок на других сайтах
Если вы хотите разместить ссылку на эту статью на каком-либо другом ресурсе (напр.грамм. ваш веб-сайт, социальные сети, дискуссионный форум, Википедия), вы можете получить требуемый код здесь.
HTML-ссылка на эту статью:
Статья об освещении
в
Энциклопедия фотоники RP С изображением для предварительного просмотра (см. Рамку чуть выше):
alt =" article "> Для Википедии, например в разделе «== Внешние ссылки ==»:
* [https://www.rp-photonics.com/illuminance.html
, статья «Освещенность» в энциклопедии RP Photonics] Общие сведения о световом потоке (люмен) и освещенности (люкс) _ YUJILEDS
Мы часто видим данные о световом потоке или освещенности на упаковке лампочек или других ламп.Возможно, вы знаете, что эти два параметра используются для описания яркости света. Но каковы конкретные определения светового потока и освещенности? В чем разница между ними?
Что такое световой поток?
Световой поток — это мера общего количества видимого света, излучаемого лампой. Он отличается от лучистого потока. Поток излучения — это измерение всего испускаемого электромагнитного излучения (включая инфракрасное, ультрафиолетовое и видимое), которое представляет собой общее количество света объектива.Световой поток — это количество света, которое воспринимает человеческий глаз. Он отражает чувствительность человеческого глаза путем взвешивания каждой длины волны с помощью функции яркости. Таким образом, это взвешенная сумма всех длин волн мощности в диапазоне видимого света, исключая инфракрасный и ультрафиолетовый.
Что такое функция яркости?
Функция яркости описывает относительную чувствительность человеческих глаз к свету с разной длиной волны путем субъективной оценки яркости света разных цветов.Его не следует считать абсолютно точным, но он дает хорошее представление о зрительной чувствительности человеческого глаза и является ценным исходным показателем для экспериментальных целей.
Рисунок 1: Фотопическая (черная) и скотопическая (зеленая) функции светимости
Единица светового потока — Люмен
Единицей светового потока в системе СИ является люмен (лм). Люмен определяется по отношению к канделе, которая является единицей силы света, как
1 лм = 1 кд ⋅ sr
То есть, когда световой угол источника света равен одному телесному углу, а световой поток равен 1 люмену, его сила света составляет 1 канделу.Когда световой поток источника света также составляет 1 люмен, но световой угол становится 1/2 телесного угла, сила света этого источника света считается равной 2 канделам.
И наоборот, когда сила света точечного источника света, излучающего свет во всех направлениях, равна 1 канделе, поскольку полная сфера имеет телесный угол 4π стерадиан, световой поток этого источника света составляет 4π люмен или 12,56 люмен.
Рисунок 2: Графическое представление 1 стерадиана.
Что такое освещенность?
В фотометрии освещенность — это полный световой поток света, падающий на единицу площади. Другими словами, световой поток представляет собой общее количество света, излучаемого источником, а освещенность — это общее количество света, получаемого объектом.
Связь между освещенностью и световым потоком аналогична соотношению между энергетической яркостью и потоком излучения, то есть потоком излучения, принимаемым на единицу площади.Однако освещенность взвешивается в соответствии с чувствительностью человеческих глаз к свету с разными длинами волн, что представляет собой интенсивность света, воспринимаемого человеческими глазами.
Единица освещенности — люкс
Единица освещенности в системе СИ — люкс (лк). Он равен одному люмену на квадратный метр.
1 лк = 1 лм / м2 = 1 кд · ср / м2.
В фотографии также есть неметрическая единица освещенности — фут-свеча.Фут-свеча означает «освещение источника свечи на поверхности на расстоянии одного фута». Таким образом, одна фут-свеча равна одному люмену на квадратный фут или примерно 10 люксам.
И расстояние, и наклон влияют на освещение
Освещенность — это количество люмен на квадратный метр. Это означает, что когда источник света в 1000 люмен освещает площадь в 1 квадратный метр, освещенность в этой плоскости составляет 1000 лк. Когда источник света в 1000 люмен освещает площадь в 10 квадратных метров, освещенность на плоскости становится 100 лк.
Так что, покупая лампочки, мы не должны выбирать их только по количеству люменов. Это связано с тем, что, когда в гостиной и туалете устанавливаются лампы с одинаковым световым потоком, из-за разного размера комнат разница в освещенности, которая может восприниматься глазами, может быть значительной.
Объяснение измерений освещенности | LEDwatcher
Что такое люмен? Как измерить свет? Сколько ватт потребляет светодиодная лампа? Это лишь некоторые из тем о свете, затронутых в этой статье.Мы попытались объяснить основы света и то, как измеряются различные аспекты света, на реальных примерах, выделив наиболее важные формулы, используя информационные изображения, графики и таблицы, а также сделали несколько калькуляторов для упрощения расчетов. Надеюсь, вы найдете эту статью полезной, и если у вас есть какие-либо комментарии, предложения или дополнения, не стесняйтесь использовать форму комментариев под статьей.
Вот содержание со ссылками на темы, затронутые в этой статье, для упрощения навигации:
- ЛЮМЫ И КАНДЕЛИ (световой поток, сила света)
- ОСВЕЩЕНИЕ, ОСВЕЩЕНИЕ, ЛЮКС И НОЖНЫЕ СВЕЧИ
- КАК ИЗМЕРИТЬ СВЕТ?
- Светомеры
- Приложения для экспонометра
- ЛЮМЫ И ВОДА
- Калькулятор световой отдачи
- Люмен в ватт на калькуляторе
- Калькулятор ватт в люмен
- Люмен диаграмма
ЛЮМЫ И КАНДЕЛИ
Что такое просвет?
Световой поток или сила света измеряет общее количество света, излучаемого источником света за период времени.Проще говоря, световой поток показывает, сколько света излучает лампа во всех направлениях в секунду, световой поток выражается в единицах, называемых люмен (лм) . Световой поток измеряет только свет, излучаемый человеческим глазом в видимых длинах волн в диапазоне примерно 400-750 нм.
Световой поток — Люмен (лм) — единица измерения светового потока или силы света. Один люмен равен количеству света, излучаемого источником света (излучающим равное количество света во всех направлениях) через телесный угол в один стерадиан с интенсивностью 1 кандела.
Световой поток (в люменах) обычно указывается на упаковке лампочки (или его можно найти в специальных каталогах лампочек) и используется в качестве объективного измерения светоотдачи источника света для лучшего сравнить различные типы лампочек. Однако, поскольку люмен измеряется на определенном расстоянии во всех направлениях от источника света, это не лучшее измерение, чтобы описать, насколько ярким будет свет в определенной области. Для описания этого используется термин «освещенность» и единицы измерения, называемые люкс или фут-свеча.
Сила света (кандела)
Сила света — это сила света или количество видимого света, излучаемого источником света в заданном направлении на единицу телесного угла. Сила света измеряется в канделах (кд) , которая является базовой единицей СИ. По сути, он измеряет количество видимого света, излучаемого под одним определенным углом от источника света, что является полезным измерением при сравнении устройств, производящих сфокусированный луч света, таких как прожекторы, фонарики и лазерные указки.
Определение канделы — кандела (кд) — единица измерения силы света в СИ. Кандела заменил старую единицу измерения силы света — силу свечи. Одна обычная свеча излучает приблизительно 1 канделу силы света, поэтому канделу в прежние времена называли свечой.
Поскольку свеча не была самым точным источником света для измерения силы света, были определены гораздо более строгие правила и определения для измерения силы света, официальное определение канделы:
Кандела — это сила света в заданном направлении источника, который испускает монохроматическое излучение с частотой 540 x 1012 герц и имеет силу излучения в этом направлении 1/683 ватт на стерадиан.
Из http://physics.nist.gov/cuu/Units/current.html
Пояснение
Напомним, световой поток измеряет, сколько всего видимого света излучается источником света, единицей светового потока является люмен (лм) . Сила света измеряет, сколько света излучается источником света в одном направлении, единицей силы света является кандела (кд) . Итак, в основном, если вам нужна лампочка, которая излучает свет во всех направлениях (например, потолочный светильник в доме) , посмотрите на люмен при сравнении различных ламп, однако, если вам нужен свет, который может сфокусировать максимальное количество яркости в луч меньшего размера, такой как прожектор или фонарик, смотрите на свечи при сравнении таких огней.Помимо этих двух, освещенность также является важным показателем, измеряющим количество света, падающего на заданную поверхность (измеряется в люксах или фут-канделах) , но позже с этим.
Классический пример объяснения люменов и кандел. Представьте, что вы помещаете прозрачную сферу радиусом 1 метр над свечой. Свеча дает силу света в 1 канделу и равномерно излучает свет во всех направлениях. Если вы прорежете в сфере отверстие размером 1 квадратный метр, из этого отверстия будет выходить 1 люмен света.Это дает в виде уравнения:
1лм = 1кд * ср
где:
- 1 лм = один люмен;
- 1 кд = одна кандела;
- sr = стерадиан (квадратный радиан, один квадратный радиан общей сферы можно рассчитать с помощью уравнения A = r², где r — радиус сферы) .
Так в данном случае:
1лм = 1кд * 11 люмен = 1 кандела; : источник света с интенсивностью 1 кандела дает световой поток 1 люмен в сфере с площадью поверхности 1 квадратный метр.
Мы также можем рассчитать световой поток всей сферы, используя то же уравнение. Для этого сначала нам нужно знать площадь поверхности сферы, ее можно рассчитать по формуле:
4π r² = 4 * 3,14 * 1 = 12,56sr
Итак, если мы возьмем предыдущее уравнение 1 лм = 1 кд * sr и знаем, что сила света равна 1 кд , а площадь поверхности сферы 12,57 м² , мы можем вычислить:
1лм = 1кд * 12,57ср
лм = 12,57 ; источник света с интенсивностью 1 кандела излучает световой поток 12,57 люмен в сфере с радиусом 1 метр (или площадью поверхности 12,57 м²).
То же уравнение можно преобразовать для вычисления кандел:
1 кд = 1 лм / ср
Давайте посмотрим на новый пример, у нас есть лампочка, излучающая 700 люмен света равномерно во всех направлениях, с той же прозрачной сферой с радиусом 1 м над лампочкой.
Теперь, если мы возьмем преобразованную формулу 1 кд = 1 лм / ср и узнаем, что световой поток равен 700 лм , а площадь поверхности сферы равна 12,57 м² , мы можем вычислить силу света лампы:
1лм / ср = 1кд
700лм / 12,57ср ≈ 56 кд
Но если мы хотим вычислить интенсивность света в определенном направлении, скажем, пройдя через один стерадиан , как в первом примере, мы можем использовать ту же формулу:
700лм / 1ср ≈ 700 кд; это подтверждает первое правило, что 1 люмен = 1 кандела, когда свет проходит через сферу в 1 стерадиан.
Чтобы еще лучше проиллюстрировать разницу между световым потоком (люмен) и силой света (кандел) , представьте себе лампочку, которая производит 1 канделу или 12,57 люмен, если вы закроете одну сторону лампы, она все равно будет производить такая же сила света в 1 кандела, но вдвое меньше светового потока — 6,28лм. Это связано с тем, что свечи измеряют мощность света, насколько яркий свет будет в определенном направлении, поэтому в этом случае покрытие половины лампы не повлияет на интенсивность света (если она измеряется на непокрытой части лампы. ) .Но поскольку люмены измеряют общее количество видимого света от источника, покрытие половины лампы уменьшит общее количество видимого света вдвое.
Вот почему вам следует сравнивать кандели при покупке точечного светильника или фонарика с концентрированным световым лучом и люмен (или люкс) при покупке внутреннего освещения, такого как потолочные светильники или наружное прожекторное освещение.
Эти предыдущие вычисления и формулы в основном относились к источнику света, который является изотропным или, другими словами, излучает свет равномерно во всех направлениях.Теперь давайте посмотрим, как рассчитать канделы и люмены в лампочках под определенными углами.
Люмен, кандел, углы обзора
В том же уравнении 1cd = 1lm / sr sr указывает угол обзора (также называемый углом при вершине) , через который излучается свет при вычислении силы света и светового потока. В предыдущих примерах мы рассчитывали люмены и свечи, предполагая, что свет излучается равномерно во всех направлениях (или в одном примере через телесный угол в один стерадиан, где 1 люмен равен 1 канделе) , но обычно мы покупаем осветительные приборы, которые освещают свет в под определенным углом прожекторы освещают под более узким углом, чтобы обеспечить более сфокусированный луч, в то время как прожекторы освещают под более широким углом, чтобы покрыть большую площадь поверхности.
Рассматривая то же уравнение 1cd = 1 лм / ср , мы можем заключить, что, увеличивая силу света (кандел) , мы должны уменьшить угол обзора (стерадианы) , чтобы получить тот же световой поток (люменов). ) .
И наоборот, если мы уменьшим силу света (кандел) , мы должны увеличить угол обзора (стерадианы) , чтобы получить тот же световой поток (люмен) .Таким образом, мы можем сказать, что сила света обратно пропорциональна углу обзора, что означает, что, увеличивая одно значение с той же скоростью, другое будет уменьшаться.
В то же время при расчете светового потока, если мы увеличиваем либо силу света, либо угол обзора, световой поток увеличивается, и наоборот, если мы уменьшаем силу света или угол обзора, световой поток также будет уменьшаться. .
Итак, как мы можем определить этот угол при вершине светового луча?
По сути, угол при вершине — это угол между осью источника света, который дает наибольшую силу света, и осью, где сила света уменьшается до 50%.Формула для вычисления телесного угла (Ом) в стерадианах (ср) :
Ом = 2π (1 − cos (α / 2))
где α — угол при вершине, измеренный в градусах.
Так, например, если вы хотите вычислить телесный угол (Ω) в стерадианах (sr) , чтобы вычислить люмены или канделы светового пути, скажем, для светового луча с углом при вершине 40 ° , используя приведенное выше уравнение, получаем:
Ом = 2π (1 − cos (40/2))
Ом ≈ 2 * 3,14 * (1-0,94)
Ом ≈ 6,28 * 0,06
Ом ≈ 0,38sr
Теперь, если мы хотим рассчитать световой поток источника света с интенсивностью 1 кандела и углом обзора 40 ° , мы можем вставить ранее рассчитанный телесный угол Ом ≈ 0,38sr в основное уравнение :
1 лм = 1 кд * ср
лм = 1 * 0,38
лм ≈ 0,38
Полное уравнение для расчета светового потока (люмен) источника света, если нам известна сила света (кандел) и угол при вершине (стерадианы) :
Φ = I2π (1 − cos (α / 2))
люмен = канделы * 2π * (1-cos (угол при вершине / 2))
- Φ — световой поток (лм)
- I — сила света (кд)
- π — постоянная (≈3,14)
- α — угол при вершине (°)
Для расчета силы света (кандел) , если известны световой поток (люмен) и угол при вершине (стерадианы) , используйте это уравнение:
I = Φ / (2π * (1 − cos½ * α))
кандел = люмен / (2π * (1-cos½ * угол при вершине))
Теперь давайте проверим это уравнение на более практическом примере.Допустим, у нас есть лампа, которая дает силу света 3cd при угле при вершине 40 ° , и мы хотим рассчитать люмен для этой лампы. Мы можем использовать предыдущее уравнение:
Φ = I2π (1 − cos (α / 2))
лм = 3cd * 2 * π * (1-cos (40 ° / 2))
лм = 18,84 * 0,06
лм ≈ 1, 13 (осветительный прибор с силой света 3 кд при угле при вершине 40 ° дает световой поток около 1,13 люмен)
Если мы увеличим угол обзора с 40 ° до 70 ° и оставим силу света на уровне 3cd , общий световой поток должен увеличиться:
лм = 3cd * 2 * π * (1-cos (70 ° / 2))
лм ≈ 3,39
Итак, это правда, если мы увеличиваем угол наклона лампы, сохраняя при этом силу света той же самой, световой поток также увеличится.
Мы также можем проверить это наоборот, оставив угол при вершине 70 ° , но уменьшив интенсивность света наполовину, с 3cd до 1,5cd . Теперь лампа должна давать меньше люмен:
лм = 1,5 кд * 2 * π * (1-cos (70 ° / 2))
лм ≈ 1,69
Так оно и есть, 3,39 лм> 1,69 лм.
Сводка люменов и кандел
Итак, световой поток измеряет общее количество видимого света, излучаемого во всех направлениях, единицей светового потока является люмен (лм) .Сила света измеряет количество видимого света, излучаемого источником света в заданном направлении под телесным углом, единицей силы света является кандела (кд) . Уравнение для расчета люменов, когда известны канделы и телесный угол источника света: 1lm = 1cd * sr .
Candelas в основном используются для описания яркости осветительных приборов, которые создают сфокусированный луч света под более узким углом в одном направлении, например, лазерная указка, фонарик и прожектор.Люмены используются для сравнения лампочек или осветительных приборов, которые освещают под широким углом и должны производить свет одинаково во всех направлениях, например потолочные светильники и некоторые типы пищевых светильников. Как правило, чем шире угол луча света, тем ниже его интенсивность, а чем уже угол луча, тем выше интенсивность света.
ОСВЕЩЕНИЕ, ОСВЕЩЕНИЕ, ЛЮКС, НОЖНАЯ СВЕЧА
Освещенность
Освещенность — это количество света или светового потока, падающего на поверхность.Освещенность измеряется в люкс (люмен на квадратный метр) или в фут-канделах (люмен на квадратный фут) с использованием американских и британских метрик. Освещенность не зависит от типа поверхности, на которую она освещает, и зависит только от количества света, падающего на эту поверхность, поэтому она будет одинаковой при освещении на стене, земле, полу, дереве или любом другом объекте. Освещенность (в отличие от люменов и других показателей освещения) можно легко измерить с помощью простого устройства, называемого люксметром, или даже с помощью смартфона, на котором установлено специальное приложение.
Люкс
Определение люкс — люкс (лк) — это единица измерения освещенности, люкс измеряет световой поток на единицу площади или количество света, падающего на заданную поверхность. По сути, люкс определяет, насколько яркой будет освещенная поверхность. Один люкс равен одному люмену на квадратный метр площади поверхности:
1лк = 1лм / м²
или
1 люкс = 1 кд * ср / м²
, потому что 1 лм = 1 кд * ср
В приведенных выше формулах м² представляет собой целевую площадь поверхности, на которую падает свет.
Фут-свеча
В британских и американских системах измерения вместо люкс используется термин фут-свеча (fc) . Фут-свеча также измеряет количество света, падающего на поверхность, но вместо люмен на квадратный метр, используемых для измерения люкс , люмен на квадратный фут используются для измерения фут-свечки. Одна фут-свеча составляет прибл. 10,764 лк. Фут-свечи рассчитываются по формуле:
1fc = 1 лм / фут²
Пояснение
Освещенность можно легко рассчитать, если известны световой поток (люмен) , выходящий из источника света, и площадь освещаемой поверхности.Например, сконцентрированный луч света со световым потоком 400 люмен осветит большую площадь 1 квадратный метр с освещенностью 400 люкс:
лк = 400 лм / 1 м²
лк = 400
Однако, если мы увеличим площадь поверхности, на которую падает свет в два раза, с 1 квадратного метра до 2 квадратных метра и оставим световой поток на уровне 400 люмен , освещенность на этой площади уменьшится в два раза :
лк = 400 лм / 2 м²
лк = 200
Это означает, что чем дальше расстояние от освещаемой поверхности или больше угол освещения, тем ниже будет освещенность света, падающего на поверхность.
Освещенность полезна при выборе подходящих лампочек или осветительных приборов для определенных областей, таких как спальня, гостиная, офис, магазин, театры, сцены и тому подобное. Люкс также является важным показателем при выборе освещения для выращивания растений в помещении.
Яркость
Яркость — это сила света, которая отражается или излучается от объекта на единицу площади в определенном направлении. Яркость зависит от того, сколько света попадает на объект и от отражения света от этой поверхности.Единица измерения яркости — кандела на квадратный метр — кд / м² .
В основном, яркость используется для вычисления того, сколько световой мощности будет излучаться от данной поверхности под определенным углом обзора и обнаруживаться человеческим глазом, или, другими словами, насколько яркой будет данная поверхность для человеческого глаза. На самом деле яркость — это единственная световая форма, которую мы можем видеть. Яркость используется, например, при оформлении дорожных знаков и дорожного освещения.
КАК ИЗМЕРИТЬ ОСВЕЩЕНИЕ?
Измерение люменов
Многие думают, что люмены для лампочки или осветительного прибора можно легко измерить с помощью дешевого люксметра или даже мобильного приложения, но на самом деле для этого требуется специальное устройство, называемое интегрирующей сферой , , подключенное к спектрометру и компьютеру, где установлено специальное программное обеспечение. должен быть установлен, который может отображать несколько показателей, таких как световой поток или люмен, световая отдача, распределение светового спектра, цветовая температура и другие характеристики освещения.На самом деле люменметр — это не маленькое портативное устройство, которое вы можете приобрести за пару долларов, а больше похоже на лабораторию для измерения люменов и других показателей лампочек.
Вот видео от Diode Dynamics, демонстрирующее интегрирующую сферу, используемую для измерения люменов.
Световые метры
Существуют также другие типы счетчиков для измерения различных световых показателей:
- люксметр для измерения освещенности (люкс или фут-свечи) ;
- измеритель силы света для измерения силы света (кандел) ;
- измеритель яркости для измерения яркости.
Люксметры — самые распространенные из них, которые используются для измерения освещенности или количества света, падающего на поверхность. Люксметр используется для измерения количества света при фото- и видеосъемке в отдельных домах и многих общественных местах, таких как офисы, магазины, библиотеки, музеи и другие места, чтобы определить, имеет ли место достаточный уровень яркости в целях безопасности. условия труда сотрудников (в офисах) или просто в целях дизайна (в художественных галереях), а также для определения видимости на открытых площадках, например, при выборе подходящего уличного освещения.
Измеритель люксчасто называют экспонометром из-за его популярности по сравнению с другими устройствами для измерения освещенности. На рынке доступен широкий ассортимент люксметров в зависимости от их цены, функциональности и точности, от пары долларов до нескольких сотен долларов за более продвинутые счетчики. Есть даже множество приложений для измерения освещенности (бесплатные и платные) , доступных на устройствах iOS и Android, которые могут измерять освещенность, и некоторые из этих приложений на самом деле довольно хороши для основных задач измерения освещенности.
Приложения для экспонометра
Вот несколько из самых популярных приложений для экспонометров для устройств iOS или Android, которые вы можете протестировать самостоятельно.
Приложения для экспонометра iOS:
- Карманный измеритель освещенности (от Nuwaste studios) ;
- myLightMeter Free (Дэвид Квилс).
Приложения для экспонометра Android:
- LightMeter Free (Дэвид Квилс) ;
- люксметр (Borce Trajkovski) ;
- измеритель света beeCam (по FM.Bee Corp.).
ЛЮМЫ И МОЩНОСТЬ
Измерение, которое описывает соотношение между люменами и ваттами, составляет световая отдача . Световая отдача — это соотношение между световым потоком и электрической мощностью источника света, оно измеряет, насколько эффективен источник света при преобразовании электрической энергии в видимый свет. Единица световой отдачи — лм / Вт (люмен на ватт) .
Калькулятор световой отдачи
Световую отдачу можно легко рассчитать по формуле:
световая отдача (лм / Вт) = световой поток (лм) / мощность (Вт)
Так, например, световая отдача лампы 10 Вт , которая дает 600 люмен , будет 60 лм / Вт :
600 лм / 10 Вт = 60 лм / Вт
Калькулятор преобразования
люмен в ватт
Мы также можем преобразовать это уравнение для расчета мощности лампочки, если мы знаем световой поток (люмен) и световую отдачу этой лампы.Рассмотрим тот же пример, если мы знаем, что лампочка дает 600 люмен с эффективностью 60 лм / Вт , используя уравнение:
мощность = люмен / люмен на ватт-час
600 лм / 60 лм / Вт = 10 Вт
, мы можем вычислить, что лампочка потребляет 10 ватт электроэнергии, чтобы произвести 600 люмен света.
Калькулятор для перевода ватт в люмены
Аналогичным образом мы можем рассчитать световой поток (люмен) лампочки, если мы знаем мощность и световую отдачу лампы , преобразовав ту же формулу:
люмен = мощность * люмен на ватт-час
10 Вт * 60 лм / Вт = 600 лм
Сравнение люменов
Количество люмен в ватте зависит от типа лампы, используемой в осветительном приборе.В среднем старые вольфрамовые лампы накаливания производят 15 люмен на ватт, а эффективные светодиодные лампы — около 75 люмен на ватт.
Среднее преобразование люмен в ватт для светодиодных, CFL, галогенных ламп и ламп накаливания:
- LED КПД лампы накаливания ≈ 75 люмен на ватт (лм / Вт) ;
- CFL КПД лампы накаливания ≈ 65 люмен на ватт (лм / Вт) ;
- Галогенная лампа КПД лампы ≈ 20 люмен на ватт (лм / Вт) ;
- Лампа накаливания Эффективность лампы накаливания ≈ 15 люмен на ватт (лм / Вт) .
Люмен диаграмма
Здесь мы составили сравнительную таблицу люменов для светодиодных, CFL, галогенных ламп и ламп накаливания (с использованием среднего значения люмен на ватт для каждого типа лампы) .
Плотность светового потока| Освещенность | Освещение | Люкс | Световой выход
Плотность светового потока
Освещенность
Световая мощность
Освещение — устаревший термин для обозначения «Освещенность».
Световой поток — устаревший термин для
Световой выход.
(Условия фотометрии )
Плотность светового потока фотометрически взвешена. Плотность лучистого потока , что означает Световой поток на единицу площади при точка на поверхности, где поверхность может быть реальной или воображаемой. Например, воображаемую поверхность можно использовать для измерить или рассчитать освещенность в любом месте космоса, возможно для определения коэффициента дневного света на рабочей плоскости.
Есть два случая:
Освещенность (обычно E в формулах) — это общая количество видимого света, освещающего (падающего на) точка на поверхности со всех сторон над поверхностью. Эта «поверхность» может быть физической поверхностью или воображаемой плоскостью. Следовательно, освещенность эквивалентна освещенности взвешен с кривой отклика человеческого глаза.
Стандартная единица освещенности Люкс (лк) что составляет люмен на квадратный метр (лм / м 2 ).
Есть несколько более старых единиц освещенности:
фут-свеча 1 fc = 10,764 лк. dalx (на канадском
правила техники безопасности)1 dalx = 10,764 лк. phot (не рекомендуется) 1 фаза = 10’000 люкс Типичные значения освещенности:
1 лк полнолуние 10 лк уличное освещение 100-1’000 лк освещение рабочего места 10’000 люкс хирургическое освещение 100’000 люкс простой солнечный свет Поверхность получит 1 люкс освещенности от точечный источник света, излучающий 1 кд силы света в ее направлении с расстояния 1 м.
При использовании нестандартных единиц США это переводится в 1 fc получен от источника 1 cd на расстоянии 1 фута.Световая отдача или это общее количество видимого света оставляя точку на поверхности во всех направлениях над поверхность. Следовательно, яркость эквивалентна яркость излучения взвешен с кривой отклика человеческого глаза.
Единица световой отдачи: люмен на квадратный метр (лм / м 2 ) .
: геометрия измерений
Справочник по измерениям освещенности: геометрии измеренийТвердые уголки
Одна из ключевых концепций для понимания взаимосвязи между измерениями геометрия — это телесный угол или стерадиан. Сфера содержит 4p стерадианы. Стерадиан определяется как телесный угол, имеющий вершину в центре сферы, отрезает сферическую поверхность, равную квадрату радиуса сфера.Например, сечение в один стерадиан радиуса один метр сфера образует сферическую поверхность площадью один квадратный метр. Сфера, показанная в поперечном сечении на рис. 7.1, иллюстрирует эту концепцию. Из сферы удален конус с телесным углом в один стерадиан. Этот удаленный конус показан на рисунке 7.2. Телесный угол, Вт, в стерадианах равна площади сферической поверхности A, деленной на квадрат радиуса, r.Большинство радиометрических измерений не требуют точных расчетов площади сферической поверхности для преобразования между единицами измерения.Плоская поверхность оценки могут быть заменены сферической площадью, когда телесный угол равен менее 0,03 стерадиана, что приводит к ошибке менее одного процента. Это примерно соответствует расстоянию, по крайней мере, в 5 раз превышающему наибольший размер детектора. В общем, если следовать правило пятикратного приближения к точечному источнику, можно смело оценивать с помощью плоской поверхности.
Излучение и световой поток
Лучистый поток — это мера радиометрической мощности. Поток, выраженный в Вт — это мера скорости потока энергии в джоулях в секунду. Поскольку энергия фотона обратно пропорциональна длине волны, ультрафиолетовое излучение фотоны более мощные, чем видимые или инфракрасные.Световой поток — это мера мощности видимого света. Фотопикс поток, выраженный в люменах, взвешивается, чтобы соответствовать чувствительности человеческий глаз, наиболее чувствительный к желто-зеленому. Скотопический поток взвешивается с учетом чувствительности человеческого глаза в адаптированном к темноте состоянии.
Преобразование единиц: мощность
- РАДИАНТНЫЙ ПОТОК:
- 1 Вт (ватт)
- = 683.0 лм при 555 нм
= 1700.0 скотопический лм при 507 нм
- = 1 Вт * с (ватт * секунда)
= 10 7 эрг
= 0,2388 грамма *
- 1 лм (люмен)
- = 1,464 x 10 -3 Вт при 555 нм
= 1 / (4p) кандела (только если изотропный)
- = 1 талбот (Т)
= 1,464 x 10 -3 джоулей при 555 нм
| л нм | Фотопикс. Световой КПД | Фотопикс. лм / Вт Преобразование | Скотопик Световой КПД | Scotopic лм / Вт Преобразование |
| 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 507 510 520 530 540 550 555 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 690 700 710 720 730 740 750 760 770 | 0.000039 .000120 .000396 .001210 .004000 .011600 0,023000 0,038000 0,060000 .0 .139020 .208020 .323000 .444310 .503000 .710000 .862000 . 954000 .994950 1.000000 .995000 .952000 .870000 .757000 .631000 .503000 .381000 .265000 .175000 .107000 .061000 .032000 0,017000 .008210 .004102 .002091 .001047 .000520 .000249 .000120 .000060 .000030 | 0,027 0,082 0,270 0,826 2,732 7,923 15,709 25,954 40,980 62,139 94,951 142.078 220,609 303,464 343,549 484 930 588,746 651,582 679,551 683,000 679.585 650,216 594,210 517.031 430,973 343,549 260,223 180,995 119,525 73.081 41,663 21,856 11,611 5,607 2,802 1,428 0,715 0,355 0,170 0,082 0,041 0,020 | 0,000589 .002209 .009290 .034840 .096600 .199800 .328100 .455000 .567000 .676000 .793000 . 0 | 1,001 3.755 15,793 59,228 164,220 339,660 557,770 773 500 963.900 1149.200 1348.100 1536,800 1669.400 1700.000 1694.900 1589,500 1378,700 1105 000 817,700 683 000 558,960 352,920 206,040 111,350 56,355 27,081 12,529 5,670 2,545 1,151 0,532 0,252 0.122 .060 0,030 0,016 .008 .004 .002 .001 |
Спектрорадиометрия — калиброванный анализ света. от источников излучения, например солнце, лампы и другие источники света.
Фотометрия включает измерение излучения, видимого человеческим глазом.
Источник света | Принадлежность | Радиометрический блок | Фотометрический блок |
Вольфрамовая галогенная лампа | Интегрирующая сфера | Мощность излучения | Световой поток |
светодиод | Светодиодный адаптер | Интенсивность излучения | Сила света [кд] |
Солнце | Внешний оптический датчик | Энергия излучения | Освещенность |
Дисплей | Головка телескопа | Radiance | Яркость |
Освещенность и освещенность:
Энергия излучения — это мера радиометрического потока на единицу площади или плотности потока.Энергия излучения обычно выражается в Вт / см 2 (Вт на квадратный метр). сантиметр) или Вт / м 2 (ватт на квадратный метр).
Освещенность — мера фотометрического потока.
на единицу площади или видимой плотности потока.
Освещенность обычно выражается в люксах.
(люмен на квадратный метр) или фут-свечи (люмен на квадратный фут).
Итак, 1 стерадиан имеет проектируемую площадь 1 квадратный метр на расстоянии от 1 метра. Следовательно, источник света 1 кандела (1 лм / ср) будет аналогичным образом производят 1 люмен на квадратный фут на расстоянии 1 фут и 1 люмен на квадратный метр на 1 метр.Обратите внимание, что по мере того, как луч света распространяется дальше, от источника он расширяется, становясь менее плотным. На рис. 7.4, например, свет расширился с 1 лм / фут 2 на расстоянии 1 фут до 0,0929 лм / фут 2 (1 люкс) на расстоянии 3,28 фута (1 м).
Закон косинуса
По возможности измерения энергетической освещенности следует проводить лицом к источнику. Освещенность будет зависеть от косинуса угла между оптическая ось и нормаль к детектору.Расчет расстояния до источника
Линзы искажают положение точечного источника.Вы можете решить для виртуального происхождения источника путем измерения освещенности в двух точках и решение для расстояния смещения X, используя закон обратных квадратов: E 1 (d 1 + X) 2 = E 2 (д 2 + X) 2На рисунке 7.5 показана типичная установка для определения местоположения виртуальный точечный источник светодиодов (который находится за светодиодом из-за встроенного линза). Два измерения энергетической освещенности на известных расстояниях от эталона точка — это все, что нужно для расчета смещения виртуальной точки источник.
Преобразование единиц: плотность потока
- 1 Вт / см 2 (Вт на квадратный сантиметр)
- = 104 Вт / м 2 (Вт на квадратный метр)
= 6,83 x 10 6 люкс при 555 нм
= 14,33 грамма * калорий / см 2 / минуту
- 1 лм / м 2 (люмен на квадратный метр)
- = 1 люкс (лк)
= 10 -4 лм / см 2
= 10 -4 фот (ph)
= 9,290 x 10 -2 лм / фут 2
= 9.290 x 10 -2 фут-свечей (fc)
Сияние и яркость:
Яркость — это мера плотности потока на единицу телесного угла обзора. выражено в Вт / см 2 / ср. Сияние не зависит от расстояния для источника с расширенной областью, поскольку область выборки увеличивается с расстоянием, отмена обратных квадратов потерь.Яркость L диффузной (ламбертовской) поверхности связана с лучистая выходная способность (плотность потока) M поверхности по соотношению:
L = М / п Некоторые единицы яркости (апостиль, ламберт и фут-ламберт) уже
содержать p в знаменателе, что позволяет упростить
преобразование в единицы освещенности.
Пример:
- Предположим, что диффузная поверхность с коэффициентом отражения r,
85% подвергается освещенности E 100,0 люкс (лм / м 2 )
в плоскости поверхности. Какой будет яркость L этого
поверхность, кд / м 2 ?
Решение:
- 1.) Рассчитайте выходную светимость поверхности:
- M = E * rM = 100,0 * 0,85 =
85,0 лм / м 2
- L = М / п
L = 85.0 / p = 27,1 лм / м 2 / ср = 27,1 кд / м 2
Освещенность от расширенного источника:
Освещенность E на любом расстоянии от источника однородной протяженной области связана с яркостью L источника следующим соотношением: который зависит только от предполагаемого центрального угла обзора q, детектора излучения: E = p L sin 2 (q / 2)Итак, для протяженного источника с яркостью 1 Вт / см 2 / ср, и детектор с углом обзора 3 °, освещенность на любом расстоянии будет 2.15 x 10 -3 Вт / см 2 . Это предполагает, что Конечно, источник выходит за пределы угла обзора детектора. входная оптика.
Преобразование единиц: Сияние и Яркость
- СИЯНИЕ:
- 1 Вт / см 2 / ср (ватт на кв. См на стерадиан)
- = 6,83 x 10 6 лм / м 2 / ср при 555 нм
= 683 кд / см 2 при 555 нм
- ОСВЕЩЕННОСТЬ:
- 1 лм / м 2 / ср (люмен на кв.см на стерадиан)
- = 1 кандела / м 2 (кд / м 2 )
= 1 нит
= 10 -4 лм / см 2 / ср
= 10 -4 кд / см 2
= 10 -4 стильб (сб)
= 9,290 x 10 -2 кд / фут 2
= 9,290 x 10 -2 лм / фут 2 / ср
= p апостиль (asb)
= p cd / p / m 2
= p x 10 -4 ламбертов (L)
= p x 10 -4 кд / p / см 2
= 2.919 x 10 -1 фут-ламбертов (fL)
= 2,919 x 10 -1 лм / п / фут 2 / ср
Сияние и интенсивность света:
Сила излучения — это мера радиометрической мощности на единицу телесного угла, выражается в ваттах на стерадиан. Точно так же сила света мера видимой мощности на телесный угол, выраженная в канделах (люменах). на стерадиан). Интенсивность связана с освещенностью обратным квадратичный закон, показанный ниже в альтернативной форме: I = E * d 2Если вам интересно, как юниты отменяют, чтобы получить поток / ср из потока / площади умножить на квадрат расстояния, помните, что стерадианы — безразмерная величина. Телесный угол равен площади, деленной на квадрат радиуса, поэтому d 2 = A / W, и замена дает:
I = E * A / WСамый большой источник путаницы в отношении измерений интенсивности связан с разница между Mean Spherical Candela и Beam Candela, оба из которые используют единицу канделы (люмен на стерадиан). Среднее сферическое измерения производятся в интегрирующей сфере и представляют собой общую мощность в люменах делится на 4p ср в сфере. Таким образом, изотропная лампа в одну канделу дает один люмен на стерадиан.
Луч кандела, с другой стороны, дает очень узкий угол и только представитель люменов на стерадиан при максимальной интенсивности луч. Это измерение часто вводит в заблуждение, поскольку отбор проб угол определять не нужно.Предположим, что два светодиода излучают узким светом 0,1 лм каждый: Один имеет телесный угол 10 °, а другой — угол 5 °. В Светодиод 10 ° имеет яркость 4,2 кд, а светодиод 5 ° — яркость 16,7 кд. Они оба излучают одинаковое количество света, однако — 0.1 п.м.
Фонарик с лучом в миллион кандел звучит очень ярко, но если
ширина его луча равна ширине лазерного луча, поэтому от него мало пользы.
С осторожностью относитесь к спецификациям, приведенным в канделах луча, потому что они часто искажают
общая выходная мощность лампы.
Преобразование единиц: интенсивность
- ИНТЕНСИВНОСТЬ ИЗЛУЧЕНИЯ:
- 1 Вт / ср (Ватт на стерадиан)
- = 12,566 Вт (изотропный)
= 4 * p Вт
= 683 кандела при 555 нм
- ИНТЕНСИВНОСТЬ СВЕТА:
- 1 лм / ср (люмен на стерадиан)
- = 1 кандела (кд)
= 4 * p люмен (изотропный)
= 1.464 x 10 -3 Вт / ср при 555 нм
Преобразование геометрии
Преобразование между геометрическими единицами измерения затруднено и должно предпринимать попытки только в том случае, если невозможно измерить желаемый уровень единицы. Вы должны знать, что каждая из геометрий измерения неявно предполагает, прежде чем вы сможете преобразовать. Пример ниже показывает преобразование между люксами (люменами на квадратный метр) и люменами.Пример:
- Вы измеряете 22.0 люкс от лампочки на расстоянии 3,162 метра.
Сколько света в люменах производит лампа? Предположим, что
Лампа с прозрачной оболочкой является изотропным точечным источником, за исключением того, что
основание блокирует телесный угол 30 °.
Решение:
- 1.) Рассчитайте энергетическую освещенность на 1,0 метре:
- E 1 = (d 2 / d 1 ) 2 * E 2
E 1,0 м = (3,162 / 1,0) 2 * 22,0 = 220 лм / м 2