Как измеряют освещенность (естественное и искусственное освещение)

Отличие Освещенности и Светового потока

Сегодня на рынке освещения большая путаница с техническими параметрами, такими как световой поток (измеряемый в люменах (Лм) и освещенность (измеряемый в люксах (Лк). Большинство, при подборе светильников обращают внимание на световой поток (Лм – указывается на упаковке каждого светодиодного светильника), а не на требования освещенности.Чаще всего, в расчет берется суммированный световой поток лампы или светодиодов, без световых и тепловых потерь.

Световой поток, можно измерить только в специальной лаборатории,самомуэто сделать с подручными прибораминевозможно! В нормативных документах существует понятие светового потока, но нет определенных требований к нему.

Освещенность любой человек может измерить самостоятельно, без сложного оборудования.Что такое освещённость?

Освещённость– это величина отношения светового потока к площади, на которую он падает. Причём падать он должен на эту плоскость именно перпендикулярно. Измеряется в люксах, lux (лк).

Зачем измерять освещённость?

Учеными доказано, что плохой (или, наоборот, слишком хороший) свет через сетчатку глаза воздействуют на рабочие процессы нашего мозга.

Как следствие, свет влияет на психологическое состояние человека: если света недостаточно — он чувствует угнетенность, пониженную работоспособность, сонливость; если свет слишком яркий, он способствует возбуждению, подключению дополнительных ресурсов организма, вызывая их повышенный износ. И то и другое – одинаково вредно.

Если же свет подобран правильно, то благодаря улучшению освещенности производительность на рабочем месте может быть повышена на 25—30%.

Нормативы

До недавнего времени в России для измерения освещённости руководствовались межгосударственным стандартом измерения освещённости — ГОСТ 24940-96. В этом ГОСТе используются такие понятия, как: освещённость, средняя, минимальная и максимальная освещённость, цилиндрическая освещённость, коэффициент естественной освещенности (КЕО), коэффициент запаса, относительная спектральная световая эффективность монохроматического излучения.

В 2012 году Россия ввела собственный, национальный стандарт измерения освещённости, ГОСТ Р 54944-2012 «Здания и сооружения. Методы измерения освещенности».

В этом ГОСТе к тем понятиям, что были раньше, добавлены новые: полуцилиндрическая освещённость, аварийное освещение, резервное освещение, эвакуационное освещение, охранное освещение, рабочее освещение.

В 2016 году был откорректирован Свод правил — СП 52.13330.2016, который после актуализации 2011 года потерпел незначительные изменения, такие как:

• согласно пункту4.1теперь нормируется именно средняя освещенность, а не наименьшая;


• в пункте7.3.1говориться, что в учебных заведениях запрещено применять осветительные приборы на светодиодах;


• в пункте7.6.9определены новые нормы размещения эвакуационных знаков безопасности;


• и др.

Параметры для оценки освещенности

Световые волны как один из видов электромагнитных волн различают по длине и частоте колебаний, которые связаны между собой следующей математической зависимостью:

Ь = с/&

где А, — длина волны; м;с —скорость распространения света, 300 000 км/ч; частота колебаний, Гц(1 Гц равен одному колебанию в 1 с). Силу светаизмеряют в канделах (кд). 1 кд соответствует У₆₀силы света, излучаемого в перпендикулярном направлении поверхностью абсолютного черного тела площадью 1 см

2при температуре затвердевания платины 1760°С.

Освещенностьизмеряется в люксах. Люкс (лк) есть освещенность поверхности, на каждый квадратный метр которой падает световой поток, равный одному люмену (лм):

1 лк = 1 лм/1 м².

Люмен —это световой поток, излучаемый в пределах телесного угла в 1 стер источником, сила света которого равна 1 св; находится как отношение площади освещенности к квадрату расстояния до источника света. Если поверхность освещается несколькими источниками, создающими на ней освещенности ?,,Е₂и т. д., то полная освещенность поверхности Е будет равна их сумме.

Коэффициент пульсации

. Изменение условий освещения помещений вызывает адаптацию органов зрения, в основе которой лежат физиологические и фотохимические процессы, приводящие к изменению чувствительности зрения. Частые и резкие изменения условий освещения отражаются на физическом состоянии человеческого организма.

Скорость различения и устойчивость ясного видения предметов зависят также от уровня освещенности. Скорость различения особенно велика при уровне освещенности 400—500 лк, устойчивость ясного видения соответствует уровню освещенности 130— 150 лк.

Важными факторами, которые необходимо принимать во внимание при определении освещенности помещений, являются цветовые решения интерьеров и различие яркости наблюдаемого предмета и фона, на котором рассматривается предмет. Таким образом,

яркостной контраст зависит от уровня освещенности: чем меньше освещенность, тем должна быть больше контрастность. Яркость фона определяется количеством отраженного света, воспринимаемого человеческим глазом.

Виды освещения

Освещенность обеспечивается путем устройства окон и установки светильников.

В одних случаях требуется равномерная освещенность помещения, в других — нормативной должна быть освещенность рабочих мест, а освещенность всего помещения может быть в два-три раза меньше. Это зависит от назначения помещений и достигается использованием определенных типов светильников и их размещением, что предусматривается проектом. Освещение бывает естественным и искусственным.

Естественное освещение

Источниками естественного освещения являются:

• солнце,
• луна (точнее отражённый ею свет),
• рассеянный свет небосвода (это не просто поэтическое название , термин используемый в протоколах по измерению освещенности).

Естественное освещение помещений зависит:

• от местности, где расположено здание. В СНИП определено понятие световой климат — так называется характер изменения освещенности на открытом воздухе в течение суток, месяца, года. Световой климат напрямую зависит от географической широты местности и высоты стояния солнца.
• от ориентации здания,
• от расстояния здания от затемняющих объектов;
• от расположения световых проемов и их размеров:

  Расположение: Для лучшего освещения самых удаленных точек помещений необходимо, чтобы верхняя граница светового проема была поднята как можно выше над уровнем пола, а наиболее удаленная от окна точка находилась на расстоянии, не превышающем двойной высоты верхнего края проема над полом.

  Размер: В жилых и служебных помещениях требования к размеру световых проемов разные: в жилых — 1:8 по отношению к площади освещаемого пола, в служебных и административных — не менее 1:10. Размер светового проема равен площади проема за вычетом 15% площади, приходящейся на оконные устройства.

На основании всех этих факторов помещение имеет определенный уровень освещенности, который характеризуется коэффициентом естественной освещенности (КЕО), представляющим собой отношение освещенности внутри помещения (Лк) к одномоментной освещенности снаружи (Лк), измеряется КЕО в процентах ( %)

Коэффициент естественной освещенности для жилых и общественных зданий и производственных помещений с боковым освещением зависит от точности выполняемых работ и колеблется от 1,5 до 2, а для помещений с грубыми работами КЕО =0,5. При верхнем и комбинированном освещении в соответствии со СНиП этот коэффициент колеблется от 2 до 7.

Искусственное освещение

Источниками искусственного освещения – являются любые осветительные приборы (лампы, светильники, светодиодные ленты)

При определении эксплуатационных характеристик искусственного освещения необходимо обращать внимание на

• мощность света,
• равномерность освещения,
• отсутствие резких теней и блескости.

Нормы освещенности установлены СНиП в зависимости от назначения помещений и проводимых там работ.

Подробную информацию можно изучить в статьях:

«Нормы освещенности по Нормативным документам»

«Нормы пульсации по Нормативным документам»

Коэффициент эксплуатации

(обратно пропорционален коэффициенту запаса , КЗ, использовавшемуся ранее)

При планировании освещенности на этапе проекта важно не забывать, что в процессе эксплуатации любой осветительный прибор может уменьшить создаваемую им освещенность. Для компенсации этого спада при проектировании вводится коэффициент эксплуатации (КЭ).

КЭ для искусственного освещения учитывает:

• загрязнение
• не восстанавливаемое изменение отражающих и пропускающий свойств оптических элементов
• спад светового потока
• выход из строя источников света
• загрязнение поверхностей помещений, наружных стен здания или сооружения, проезжей части дороги или улицы.

КЭ для естественного освещения учитывает:

• загрязнение и старение светопрозрачных заполнений в световых проемах,
• снижение отражающих свойств поверхностей помещения. Как пример, при запылении ограждающих поверхностей в лабораториях освещенность снижается на 10% за год, в деревообрабатывающих цехах на 30% за полгода.

Измерение освещённости рабочих мест проводят вместе с замерами уровня шума, пыле- и загрязнённости, вибрации — в соответствии с СанПин (санитарные правила и нормы).

Измерение освещённости производят ЛЮКСОМЕТРОМ( от Люкс)

Люксометр — это мобильный, портативный прибор для измерения освещенности, принцип работы которого идентичен фотометру.

Правила использования:

• прибор всегда находится в горизонтальном положении;
• его устанавливают в точках, место положение которых рассчитываются согласно методике, указанной в Госстандартах. Количество контрольных точек должно быть не менее 10;
• все люксометры сертифицируются, и погрешность люксметра, согласно ГОСТ должна быть не больше 10%.

Люксметры бывают субъективные и объективные.

Субъективный люксметр основан на уравнивании яркости двух полей освещения (освещенность одного поля известна). Он состоит из вентильного фотоэлемента и измерительного устройства. Электрический ток, который дает фотоэлемент при освещении его поверхности, пропорционален ее освещенности. Поэтому измерительное устройство, проградуированное в люксах, показывает сразу значение освещенности.

Объективные люксметры являются более точными, в них роль анализатора выполняет селеновый фотоэлемент, а показания регистрирует гальванометр. При попадании световых лучей на приемную часть фотоэлемента в схеме прибора возникает ЭДС, пропорциональная уровню освещенности. Шкала прибора имеет 50 делений с обозначением трех пределов измерений освещенности: 0—25, 0—100, 0—500 лк. Если освещенность превышает 50 лк, то на фотоэлементе устанавливают поглотитель, который расширяет основные пределы измерения в 100 раз, что позволяет измерять освещенность 0—50 000 лк.

Измерения проводятся отдельно по искусственному и естественному освещению. При этом нужно следить, чтобы на прибор не падала какая-либо тень, и поблизости не было источника электромагнитного излучения. Это внесёт помехи в результаты. После того как сделаны все необходимые замеры освещенности, на основе полученных результатов, по специальным формулам, рассчитываются нужные параметры, и делается общая оценка. То есть, полученные параметры сравниваются с нормативом, и делается вывод о том достаточно ли освещённость данного помещения или территории.

На каждый вид измерений в каждом помещении или участке улицы заполняется отдельный протокол. Оценочный протокол выдаётся как по каждому помещению или территории, так и по всему объекту. Этого требует «ГОСТ. Измерение освещённости» должно быть выполнено по правилам.

Рекомендации замеров освещенности для светодиодных светильников

1. Замеры освещенности светодиодных светильников необходимо проводить после их 2 часовой работы, когда они выйдут на рабочий режим (несколько раз в течение дня). Светодиоды и источники питания выделяют большое количество тепла. Оно отводится за счет теплоотводящих материалов (алюминий, компаунд и т.п) и определенной конструкции (большая радиаторная площадь и т.п.). Тем не менее повышенные температурные режимы оказывают серьезное воздействие на освещенность.


2. Чтобы не ошибиться с параметрами освещенности, лучше при проектировании сразу закладывать коэффициент падения освещенности, который зависит от типа и характеристики объекта.


3. Следите за работой светодиодных светильников и параметрами освещенности весь гарантийный срок, т.к. если производитель заявляет гарантийный срок 3 и более года, то светильники при соблюдении условий должны сохранять качественные в течение всего срока.


4. Если условия эксплуатации светильников происходят при температурных режимах свыше +45 гр, то замеры освещенности надо делать гораздо чаще, чем регламентируют нормы.

На заметку: на некоторых Интернет-ресурсах Вы можете встретить информацию: «В жилых комнатах норма освещения лампами накаливания установлена 25—30 лк, люминесцентными лампами — 75 лк.». Данная информация является устаревшей и указывает минимальную освещенность. Но, как писалось ранее,в последней редакции — СП 52.13330.2016 теперь нормируется средняя освещенность, а не наименьшая. И с учетом перехода на светодиодные источник света средняя освещенность для жилых помещений составляет 200 Лм.

Как измеряют освещенность в помещении?

На рынке освещения большая путаница с техническими параметрами, такими как световой поток и освещенность. Многие люди, при подборе осветительного оборудования обращают внимание на световой поток, а не на требования освещенности.   Чаще всего, предлагают суммированный световой поток — лампы или светодиодов, без световых и тепловых потерь.

Световой поток, можно измерить только в специальной лаборатории, самому это сделать с подручными приборами невозможно. В нормах существует понятие светового потока, но в СНиП нет определенных требований к нему.  Правильный подбор светотехнического оборудования, производится после проведения расчетов освещенности  —  это важно знать.  
Освещенность любой человек может измерить самостоятельно, без специально оборудования.
 

Что такое освещённость?

Освещённость – это величина отношения светового потока к площади, на которую он падает. Причём падать он должен на эту плоскость именно перпендикулярно. Измеряется в люксах, lux (лк). Один люкс равен отношению одного люмена к одному квадратному метру поверхности.

Люмен – единица измерения светового потока. Это в системе международных единиц. В Англии и Америке применяют такие единицы измерения освещённости, как люмен на фут в квадрате или фут-кандела. Это освещённость от источника света силой в одну канделу на расстоянии одного фута от поверхности.

Зачем проводить измерение освещённости? Доказано, что плохой (или наоборот, слишком хороший) свет через сетчатку глаза воздействуют на рабочие процессы мозга. И как следствие, на состояние человек. Недостаточная освещённость угнетает, понижается работоспособность, появляется сонливость. Слишком яркий свет, наоборот, возбуждает, способствует подключению дополнительных ресурсов организма, вызывая их повышенный износ. В процессе эксплуатации  любой осветительной установки возможен спад создаваемой ею освещенности. Для компенсации этого спада при проектировании ОУ вводится коэффициент запаса (КЗ).

(для искусственного освещения)
коэффициент учитывает снижение освещенности и яркости в процессе эксплуатации осветительной установки вследствие загрязнения и не восстанавливаемого изменения отражающих и пропускающий свойств оптических элементов осветительных приборов, спада светового потока и выхода из строя источников света, а также загрязнения поверхностей помещений, наружных стен здания или сооружения, проезжей части дороги или улицы.

(для естественного освещения)
расчетный коэффициент учитывает снижение КЕО (коэффициент естественной освещенности) в процессе эксплуатации вследствие загрязнения и старения светопрозрачных заполнений в световых проемах, а также снижения отражающих свойств поверхностей помещения.   

Измерение освещённости рабочих мест проводят вместе с замерами уровня шума, пыле- и загрязнённости, вибрации — в соответствии с СанПин (санитарные правила и нормы).
Медики уверены, что регулярное недостаточное освещение вызывает переутомление, снижение остроты зрения, снижает концентрацию внимания. То есть все предпосылки для несчастного случая.
В Европе есть стандарт освещения рабочих помещений. Вот некоторые рекомендации из него: освещение в офисе, где не требуется разглядывать мелкие детали должно быть порядка 300 лк.
Если рабочий процесс в течение дня протекает за компьютером или связан с чтением, рекомендуется освещение около 500 лк. Такое же освещение предполагается в переговорных комнатах. Не менее 750 лк в помещениях, где изготавливаются или читаются технические чертежи.
Освещение бывает естественным и искусственным. Источниками естественного освещения являются, разумеется, солнце, луна (точнее отражённый ею свет), рассеянный свет небосвода (такое поэтическое название используется даже в протоколах измерения освещённости).

Исходя из названия единицы освещённости (люкс), название прибора, которым её измеряют – люксметр. Это мобильный, портативный прибор для измерения освещенности, принцип работы которого идентичен фотометру.

Поток света, попадая на фотоэлемент, высвобождает поток электронов в теле полупроводника. Благодаря этому фотоэлемент начинает проводить электрический ток. Вот величина этого тока прямо пропорциональна освещённости фотоэлемента. Он и отражается на шкале. В аналоговых люксметрах шкала проградуирована в люксах, результат определяется по отклонению стрелки.

Сейчас на смену аналоговым приходят цифровые приборы для измерения освещенности. В них результат измерений выводится на жидкокристаллический дисплей. Измерительная часть во многих из них находится в отдельном корпусе и связана с прибором гибким проводом. Это позволяет проводить измерение в труднодоступных местах. Благодаря набору светофильтров пределы его измерений можно регулировать. В этом случае показания прибора нужно умножать на определённые коэффициенты. Погрешность люксметра, согласно ГОСТ должна быть не больше 10%.

Как проводятся измерение освещённости?

Применение любых методов измерения освещённости невозможно без люксметра. Причём соблюдается правило: прибор всегда находится в горизонтальном положении. Его устанавливают в необходимых точках. В Госстандартах находятся схемы расположения этих точек и методы их расчётов.

До недавнего времени в России для измерения освещённости руководствовались ГОСТ 24940-96. Это межгосударственный стандарт измерения освещённости. В этом ГОСТе используются такие понятия, как: освещённость, средняя, минимальная и максимальная освещённость, цилиндрическая освещённость, коэффициент естественной освещенности (КЕО), коэффициент запаса, относительная спектральная световая эффективность монохроматического излучения.

В 2012 году Россия ввела собственный, национальный стандарт измерения освещённости, ГОСТ Р 54944-2012. В этом ГОСТе к тем понятиям, что были раньше, добавлены: аварийное освещение, охранное освещение, рабочее освещение, резервное освещение, полуцилиндрическая освещённость, эвакуационное освещение. В обоих ГОСТах подробно описываются методы измерения освещенности.

Измерения проводятся отдельно по искусственному и естественному освещению. При этом нужно следить, чтобы на прибор не падала какая-либо тень, и поблизости не было источника электромагнитного излучения. Это внесёт помехи в результаты. После того как сделаны все необходимые замеры освещенности, на основе полученных результатов, по специальным формулам, рассчитываются нужные параметры, и делается общая оценка. То есть, полученные параметры сравниваются с нормативом, и делается вывод о том достаточно ли освещённость данного помещения или территории.

На каждый вид измерений в каждом помещении или участке улицы заполняется отдельный протокол. Оценочный протокол выдаётся как по каждому помещению или территории, так и по всему объекту. Этого требует «ГОСТ. Измерение освещённости» должно быть выполнено по правилам.

Известно, что светодиоды и источник питания выделяют большое количество тепла, которое отводится за счет теплоотводящих материалов (алюминий, компаунд и т.п) и определенной конструкции (ребра, большая радиаторная площадь и т.п.) Используют разные рассеиватели, оптику. Кто-то использует мощные светодиоды, которые работают на повышенных токах, а кто-то маломощные на маленьких токах. Марки и характеристики светодиодов разные. Готовые светодиодные светильники также будут различаться и по характеристикам, и, соответственно, по-разному будут работать в реальных условиях. Здесь мы не будем затрагивать системы контроля и защиты светильников от перегрева, хотя с освещенностью эта связь четко прослеживается.

Повышенные температурные режимы оказывают серьезное действие на освещенность. Это связано и с материалами, которые применяют в светильниках. Каждый из них имеет свои тепловые характеристики и режимы. Проблемы у светодиодных светильников возникают чаще всего при эксплуатации в повышенных температурных режимах — свыше +50°C. Поэтому замеры освещенности светодиодных светильников необходимо проводить после их 2 часовой работы, когда они выйдут на рабочий режим. Желательно, чтобы не возникло неточностей, замеры освещенности проводить несколько раз в течение рабочего дня. Затем этот контроль и замеры делать хотя бы один раз в год. Чтобы не ошибиться с параметрами освещенности, лучше при проектировании сразу закладывать коэффициент падение освещенности, который зависит от типа и характеристики объекта.

Из практики бывало, что при проектировании и расчетах светодиодных светильников, освещенность имела определенные параметры, но на практике, через короткий промежуток эксплуатации, освещенность уже не соответствовала изначальным расчетным данным и данным первых замеров. Это падение чаще всего связано с неправильным проектированием и применением светодиодных приборов не соответствующих нужным качествам по обеспечению теплоотвода и контролю за тепловыми режимами.

Важно! Когда проводите замеры освещенности светодиодных приборов, не поленитесь сделайте их несколько раз и законспектируете для себя. Следите за их работой и параметрами освещенности весь гарантийный срок.

Если производитель светодиодных изделий обеспечивает гарантийный срок 3 и более года, то светильники в заявленных температурных режимах и условиях должны сохранять свои параметры.  Это касается и освещенности. Допустим вам сделали расчеты или подобрали определенные марки светильников в проект. Если условия эксплуатации светильников происходят при температурных режимах свыше +45 гр, то замеры освещенности надо делать гораздо чаще, чем регламентируют нормы. Правило «доверяй, но проверяй» хорошо подходит под контроль работы светодиодных светильников.

Освещенность помещений. Нормы и расчеты. Приборы и особенности

Плохая освещенность помещений, рабочего места или комнаты в квартире отрицательно влияет на здоровье человека, снижает концентрацию внимания, работоспособность, появляется раздражительность и сбои в психике. Очень яркий свет также является раздражителем, и не дает ничего положительного для человека.

Поэтому необходимо обеспечить нормальную освещенность помещений, которая регламентируется определенным стандартом СНиП. Для этого требуется простая установка соответствующих ламп освещения для каждого помещения.

Освещенность помещений

В номинальном выражении является потоком света, который излучается на поверхность под прямым углом в расчете на единицу площади. При падении света под острым углом освещенность снижается в зависимости от угла наклона.

Освещенность измеряется в люксах, который равен 1 люмену (единица светового потока) на м

².

Освещенность помещений прямо зависит от силы света, который исходит от источника. Чем больше расстояние от светового источника до поверхности, тем меньше параметр освещенности.

Нормы

Каждый тип помещения имеет свои нормативы освещенности. Например, для помещения магазина по продаже продуктов наибольшее значение пульсации установлено 15%, освещенность 300 люксов, однако для отдела спортивных товаров или строительных материалов нормы совсем другие. Также правила устанавливают определенную допустимую освещенность для поликлиник, детских садов, автосервисов и других объектов.

 

Пример расчета освещенности

Определим необходимую освещенность для спальной комнаты. Площадь спальни составляет 25 м². Значение нормы по правилам для комнат такого типа умножаем на площадь: 150 х 22 = 3300 люкс. Общий световой поток приборов освещения при такой величине освещенности должен быть равен не менее 3300 люмен.

Теперь остается подобрать подходящие лампы освещения для спальни. При выборе светодиодных ламп, можно, например, приобрести три таких лампы по 12 ватт. Это обеспечит создание светового потока 3600 люмен, что видно по значениям таблицы.

Такой расчет является приблизительным, так как светодиодные лампы имеют различные параметры света в зависимости от производителя. Таким образом, можно легко самостоятельно рассчитать требуемую мощность и тип ламп для создания нормированной освещенности любого помещения согласно правилам СНиП.

Приборы для измерения освещенности

Для замера освещенности помещений применяют различные приборы, которые имеют свои особенности конструкции и методы измерений. Основные приборы рассмотрим более подробно.

Люксметр

Люксметры делятся на электронные и аналоговые, которые уже не производятся, и остались только старые образцы таких моделей.

Такой люксметр используется:

• Проверка соответствия освещенности помещений нормативным данным.
• Измерение параметров освещения при проведении работ по оценке условий труда.
• При электромонтажных работах для сравнения показателей освещенности с расчетами для приборов освещения.

Принцип действия люксметра заключается на работе встроенного фотоэлемента, на который направляется поток света. При этом в фотоэлементе возникает значительный поток заряженных частиц. В результате появляется течение электрического тока, сила которого зависит от силы светового потока, направленного на фотоэлемент. Обычно этот параметр и выводится на шкалу прибора.

Виды люксметров

В зависимости от расположения датчика, измеряющего освещенность помещений, люксметры делятся на виды:

• Моноблок (цельное устройство). Датчик фиксируется в самом корпусе прибора.

• Прибор с выносным датчиком, подключаемым гибким проводом.

Чтобы произвести простые измерения подойдет обычный люксметр-моноблок, без вспомогательных различных функций. Для определения нескольких параметров освещенности при производстве профессионального расчета, необходимо использовать устройства, имеющие дополнительный набор функций. Такие приборы имеют встроенную память и могут определять средние значения параметров.

Значительным преимуществом для люксметра является наличие особых светофильтров, которые помогают точнее определить значение силы света, которая исходит от приборов освещения с разными оттенками цветов.

Наличие выносного датчика в люксметре дает возможность определить освещенность с большей точностью, так как при этом влияние внешних факторов снижается. На современных моделях имеется жидкокристаллический дисплей. С помощью него намного проще снимать показания прибора.

Приборы для фототехники

В фототехнике используются такие приборы, как экспонометры (экспозиметры). Они предназначены для определения параметров яркости и освещенности экспозиции. Определив значения этих показателей, профессиональный фотограф может получить качественные фотоснимки.

Экспонометры разделяют на виды:

• Внутренние.
• Внешние.

Флешметры

Такие приборы предназначены для измерения освещенности при фотографировании. При этом дополнительным элементом используют устройства освещения импульсного типа (фотовспышки). В современных моделях фотоаппаратов флешметр расположен в корпусе. Он изменяет мощность фотовспышки при разных уровнях света.

Профессионалы применяют флешметры с выносным датчиком, они точнее определяют освещенность.

Фотометр

Такой прибор называют мультиметром. Он является более современным вариантом флешметра. Его достоинством является сочетание опций экспонометра и флешметра.

 

Пульсация освещенности

Равномерность светового потока приборов освещения оставляет желать лучшего. Эффект, выражающийся в наличии колебаний в световом потоке, не виден глазу, однако его воздействие на здоровье человека имеет большое значение.

Опасность такого света заключается в том, что визуально невозможно определить наличие импульсов света. А в результате их действия может нарушиться сон, возникает дискомфорт, депрессия, слабость, сердечные сбои и другие симптомы.

Параметром пульсации является ее коэффициент, который выражает силу изменения потока света, направленного на единицу площади поверхности за промежуток времени. Формула расчета этого коэффициента довольно простая. Коэффициент пульсации освещенности определяется разностью между наибольшей и наименьшей освещенностью за определенное время, разделенной на двойную среднюю освещенность, и результат умножается на 100%.

Санитарные правила определяют верхний предел коэффициента пульсации. На рабочем месте он должен быть не более 20%, и зависит от степени ответственности работы сотрудника. Чем ответственнее работа, тем меньше должен быть коэффициент пульсации освещения.

Для помещений администраций и офисов с напряженной зрительной работой такой коэффициент не должен подниматься выше 5% отметки. При этом учитывается поток света частотой пульсаций до 300 герц, так как более высокую частоту нет смысла учитывать, из-за того, что она не воспринимается глазом человека и не оказывает отрицательного влияния.

Определение пульсации освещения

Для определения пульсации света применяют эффективный простой прибор, который измеряет яркость, пульсацию и освещенность помещений, и называется люксметр-пульсометр-яркомер.

Функции прибора

• Измерение пульсации световых волн, возникающих при мерцании различных приборов освещения.
• Измерение пульсации освещения мониторов компьютеров и других экранов.
• Определение освещенности помещения.
• Определение яркости приборов освещения и мониторов.

Принцип работы устройства заключается в проверке уровня освещения с помощью фотодатчика с дальнейшим преобразованием сигнала и вывода результата на жидкокристаллический дисплей.

Коэффициент пульсации света можно определить с помощью программы на компьютере, либо самостоятельно проанализировать измерения. Для анализа измерений на компьютере применяют специальную программу «Эколайт-АП», которая работает с прибором «Эколайт-02».

Отличительными признаками измерительных приборов, определяющих пульсации, являются уровни чувствительности, тип питания и качество фотодатчиков.

Наибольший коэффициент пульсации выдают светодиодные лампы, при использовании которых этот параметр иногда достигает 100%. Люминесцентные лампы и лампы накаливания обладают незначительным коэффициентом пульсации. Лампы накаливания имеют коэффициент пульсации не выше 25%. При этом стоимость и качество ламп не играют роли. Даже дорогие лампы могут выдавать значительные показатели пульсации света.

Методы снижения пульсации освещения

• Применение приборов освещения, функционирующих на переменном токе с частотой более 400 герц.
• Монтаж осветительной арматуры на разные фазы при трехфазной сети.
• Установка в прибор освещения устройства компенсации ПРА (пускорегулирующей аппаратуры) и особое подключение ламп со сдвигом. Первая лампа работает на отстающем токе, а 2-я на опережающем.
• Монтаж светильников с ЭПРА. Они оснащены электронным пускорегулирующим аппаратом, который сглаживает пульсации и стабилизирует напряжение.

Если в помещении приборы освещения подключены к одной фазе, то подключить их к разным фазам будет проблематично. Поэтому удобнее будет приобрести светильники с ЭПРА. Их достоинством является соответствие всем нормам правил.

Контроль уровня пульсации освещения необходим для здоровья человека, так как отклонение от норм приводит к нарушению работоспособности и самочувствия сотрудников.

Для жилых зданий освещенность помещений также важна. Пульсация света не видна, но со временем проявляется ее негативное влияние.

Похожие темы:

В чем измеряется освещенность?

В настоящее время при огромном разнообразии светотехнических приборов у населения нет единого понятия касательного того, в чем измеряется освещенность. Нередко возникает недоразумение с такими техническими характеристиками, как сила света и яркость, люмены и канделы. Приобретая осветительные приборы, часто обращают внимание на суммарный световой поток, не учитывая потери света и тепла.

В этой статье:

Понятие освещенности

Световой поток измеряется в специальных лабораторных условиях и самопроизвольно его определить невозможно. Поэтому СНиП учитывает величину освещенности, которую, в отличие от светового потока, каждый может измерить самостоятельно. Она представляет собой показатель отношения светового потока, измеряемого в люменах, к площади поверхности, на которую попадают фотоны. Угол падения при этом должен равняться 90°. Единица измерения освещенности — люкс (lux).

Единица освещенности поверхности

Давно уже установлена зависимость психологического и физического состояний человека от света. Если при слабом освещении происходит угнетение мозговых процессов, то при ярком свете они возбуждаются. Но в любом случае сетчатка глаза и ресурсы организма изнашиваются. При проектировании осветительных приборов определяют коэффициент запаса (КЗ), который должен учитывать вероятный спад освещенности установки. Для искусственного света в показателе предусматривается уменьшение яркости по причине износа оптических компонентов устройства и их естественного загрязнения. Коэффициент естественной освещенности снижается вследствие изменения отражающих свойств окружающих предметов.

Измерение освещенности проводится на рабочих местах вместе с определением уровня загрязненности, звуковых колебаний, электромагнитного излучения, а на некоторых производствах и гамма излучения. Важность знания этих параметров трудно переоценить при создании оптимальных условий труда, и все они соответствуют санитарным правилам и нормам. Например, освещенность должна быть:

• в рабочем кабинете — 300 лк;
• в офисе для постоянной работы с компьютером — 500 лк;
• для технических и конструкторских бюро — 750 лк.

При наличии в помещении естественной подсветки уровень искусственного фона можно снижать.

Приборы для определения уровня освещенности и методика его определения

Наименование прибора похоже на название величины, которую он устанавливает, — люксметр. Принцип работы малогабаритного переносного устройства напоминает работу фотометра. Поток излучения, падая на фоточувствительный элемент полупроводника, отрывает электроны, которые начинают упорядоченно двигаться. Таким образом, замыкается электрическая цепь. Причем величина тока прямо пропорциональна интенсивности освещения фотоэлемента, что имеет свое отражение на шкале аналогового люксметра. Сегодня приборы со стрелками практически исчезли, их заменили цифровые. Они оснащены жидкокристаллическими дисплеями, у которых сам фоточувствительный датчик расположен в отдельном корпусе, а с дисплеем он соединяется с помощью гибкого провода.

Прибор для измерения уровня освещенности

В ходе проведения эксперимента по измерению освещенности прибор устанавливается в горизонтальном положении. Причем в соответствии с требованиями ГОСТа их размещают в разных точках помещения, согласно определенной схеме. В 2012 г. Россия приняла новый стандарт измерения характеристики количества светового потока. В старом понятийном аппарате при измерениях использовались такие термины данной величины, как:

• минимальная, средняя, максимальная, цилиндрическая;
• естественная;
• градиент запаса;
• относительная эффективность когерентного лучевого потока.

В настоящее время к ним добавлены следующие типы освещения:

• аварийное;
• рабочее;
• охранное;
• эвакуационное;
• резервное.

Стандарт подробно описывает все тонкости проведения измерительных исследований.

Замеры осуществляются отдельно по естественной и искусственной иллюминации. В ходе проведения эксперимента нельзя допустить, чтобы хоть малейшая тень падала на прибор, а вблизи был хотя бы 1 источник электромагнитных волн. Все они вносят помехи в работу устройства.

После выполнения необходимых замеров освещенности определяется искомая величина. Она сравнивается с нормативным значением. Затем подводятся итоги о достаточности освещенности территории или помещения. Каждый вид измерительных испытаний оформляется специальным оценочным протоколом, чего требует ГОСТ.

Нормативы освещенности для различных типов помещений

Измерение количества света для светодиодных устройств и примеры в природе

Светодиодные светильники стали очень востребованными благодаря уникальной энергоэффективности. Но светодиоды и их источники питания при освещении выделяют тепло, которое рассеивается с помощью теплопроводящих материалов (алюминий) и конструктивных особенностей (ребер, большой радиаторной площади). Несмотря на кажущееся отсутствие связи между потерями тепла и освещенностью, специалисты всегда учитывают ее при создании новых устройств.

Трудности с работой светодиодных светильников начинаются при эксплуатации в условии повышения температуры более +50°С. Почему измерение освещенности светодиодов и рекомендуют проводить после 2 часов их работы, т. е. после выхода на оптимальный режим. Для исключения появления погрешности проводятся неоднократные замеры в течение рабочей смены. Желательно эти исследования проводить как минимум 1 раз в год. Чтобы при проектировании исключить любые ошибки, закладывают коэффициент снижения освещенности, зависящий от физических характеристик объекта.

Освещение офиса LED-светильниками

Обычно производители LED-устройств дают гарантию по их безупречной работе на 3 года. Все параметры функционирования таких светильников, в том числе, и освещенность, должны соответствовать заявленным значениям. Если условия работы устройств происходят при температуре наружного воздуха свыше 45°С, то измерения освещенности необходимо делать гораздо чаще. Иначе неправильное проектирование и полученные результаты приведут к быстрому падению показателей освещения.

Что касается примеров иллюминации в природе, то на орбите Земли и экваторе в полдень данная величина равняется 135 тыс. люкс. В солнечный день она составляет до 100 тыс. лк, в пасмурный — только 1 тыс. люкс, а вот от Луны всего лишь 0,2 лк. Измерение света на улице на широте Москвы в зимний период показало от 4 до 5 тыс. люкс. В безлунную ночь освещенность в тысячу раз меньше, чем в полнолуние, а при 10-бальной облачности — в 10 тыс. раз меньше. То, в чем измеряется освещенность в помещении и естественных условиях, относится к физическим величинам, входящим в Международную систему единиц.

Как измеряется освещённость в помещении?

Один из наиболее распространённых вопросов на светотехнических форумах состоит в том, каков механизм измерения освещённости. Каждый человек может субъективно понимать, что такое «темно» и «светло», но как это выразить в абсолютных величинах? Как оценить эту характеристику и какие приборы для этого потребуются? Именно на эти вопросы мы попробуем сегодня ответить читателям.

В первую очередь, необходимо понимать, что освещённость – это физическая величина, поддающаяся измерению, и для современной науки не представляющая никакой сложности. Используемый для рассматриваемых целей специализированный прибор носит название люксметра, но в наше время измерить данный параметр уже можно даже с использованием приложения на смартфоне. Освещённость может быть замерена как для света, даваемого одним светильником, так и для помещения в целом. При этом ни величина источника, ни размеры пространства значения не имеют. Ключевой отпечаток на результат накладывает расстояние от измерительного прибора до светоизлучающего элемента. Рассмотрим последовательно, как это всё происходит.

 

 

 

Терминология

Как это часто случается, люди, далёкие от светотехники, неосторожно заменяют одни термины другими, считая их совершенно синонимичными. Так случается со словами «лампа» и «люстра», «патрон» и «цоколь», «световой поток» и «освещённость». Разумеется, между ними немало общего, но всё же некорректно использовать их вперемешку, особенно в присутствии специалистов. В данном случае нас интересует именно последняя пара понятий.

Очень многие потребители, приходя в магазин за светодиодной лампочкой или выбирая крупный светильник, обращают своё внимание только на то, каков будет световой поток от их источника света. Их видение вопроса совершенно логично и справедливо, однако только на бытовом уровне. В действительности же, каждого из нас интересует фактическая освещённость пространства, становящаяся результатом излучения света. А она зависит и от яркости, и от величины светового потока, и от угла рассеивания, и от процента отражений от различных поверхностей в помещениях. Наиболее верно было бы оценивать комплексный показатель качества освещения – так называемое «суммированное световое воздействие». Этот параметр учитывает все обстоятельства, повлиявшие на освещённость, в том числе и негативные. Таким образом, суммированное световое воздействие отражает фактическое положение вещей, отбрасывая от номинального показателя источника его световые и тепловые потери.

Совершенно корректно и качественно измерить освещённость можно только в специальных условиях, а самостоятельно при помощи программы на девайсе человек может её лишь оценить с весьма грубой погрешностью. Тем не менее, последний случай для большинства людей будет совершенно достаточен – дабы понять уровень освещённости и скорректировать световую картину в своём доме потребителям хватит и приблизительных цифр. В то же время, световой поток измерить собственноручно не выйдет никак. Для этого нужны определённые лабораторных условия, сложное оборудование и умения.

Давайте же разберёмся в терминологии. Освещённостью называется физико-оптическая величина, характеризующая отношение светового потока к площади поверхности, на которую он распространяется. При этом подразумевается, что угол падения не только всегда одинаков, но и имеет значение 90°, то есть перпендикулярен данной плоскости. Единицей измерения освещённости служит люкс (лк). Как понятно из самой формулировки термина, люкс равен отношению единицы светового потока к квадратному метру поверхности.

Такой единицей измерения выступает люмен (лм). Именно его указывают на упаковках лампочек для того, чтобы сориентировать потребителя, сколь ярко будет светить изделие. Для продукции из Великобритании и США, где метрическая система неактуальна, используются величины «люмен на квадратный фут». Подобные обозначения можно увидеть на сайтах западных компаний и товарах, привезённых оттуда. Также популярной там является маркировка в «фут-канделах»: она характеризует освещённость, которую обеспечивает источник света силой в 1 кд, излучая с расстояния в 1 фут от поверхности.

 

 

 

Зачем измерять освещённость?

Учёные наглядно доказали, что избыток света ничуть не меньше, чем его недостаток, влияет на работу человеческого мозга, продуктивность трудового человека и его настроение. Сетчатка глаза улавливает уровень освещённости, анализирует цветовую гамму и яркость. Лампочки с тёплым цветом свечения в большей мере подходят для расслабления, а с холодным оттенком – для сосредоточения и работы. Хуже всего воздействует на нас недостаток света: мы чувствуем себя разбитыми, медленнее реагируем на происходящие события и ощущаем постоянную сонливость. Если от чересчур яркого источника ещё можно как-то отгородиться, снизить интенсивность свечения и уменьшить нагрузку на органы зрения, то в условиях нехватки света никакие меры не помогут повысить человеческий комфорт, кроме размещения дополнительного числа ярких светильников.

Ввиду того, что каждая система понемногу изнашивается со временем, необходимо ещё на этапе проектирования осветительных конструкций предусматривать определённый запас. В процессе эксплуатации даже у самых качественных и дорогостоящих приборов намечается спад кривой освещённости. Дабы минимизировать этот эффект и приблизить его к среднему сроку жизни светоизлучающего элемента, производители искусственно вводят так называемый коэффициент запаса по эффективной освещённости. Важно отметить, что этот параметр актуален не только для искусственного, но и для естественного освещения.

Коэффициент запаса для светодиодных светильников принимает во внимание одновременно снижение освещённости и яркости источника света, которое является следствием невосполнимой потери ресурса внутренних элементов, а также загрязнения оптики, отражателей, светофильтров или рассеивателей. Кроме того, он учитывает даже то, как изменяется чистота стен внутри помещения, какими темпами загрязняются улицы (для уличного освещения) и какие климатические особенности накладывают отпечаток на суммированное световое воздействие.

Коэффициент запаса для естественного освещения по понятным причинам не может опираться на производственные факторы для источника света, а потому здесь учитываются только наиболее распространённые аспекты природного происхождения. Среди них загрязнение стёкол в окнах, старение газового наполнителя (для металлопластиковых профилей), расположение оконных проёмов, препятствующее нормальному распределению светового потока, и светоотражающие свойства предметов, размещённых внутри помещения или на улице.

В жилых помещениях уровень освещённости профессионально замеряют крайне редко – это может случаться лишь тогда, когда после завершения постройки высотного здания, имея полную отделку и мебель, специалисты выясняют фактические характеристики уровня комфорта для проживания. Ещё одной причиной подобных мероприятий может выступить судебное разбирательство, связанное с тем, что какой-либо объект (обычно находящийся снаружи здания) препятствует нормальному проникновению или распределению света в жилище потребителя.

На производствах измерение освещённости зачастую происходит в комплексе мер по изучению уровня шума, запылённости воздуха, вибрации и других условий, ставящих под вопрос безопасность сотрудников. При этом каждый потолочный и настенный светильник проверяется на соответствие положениям Санитарных правил и норм Украины. В этом документе медицинские эксперты чётко охарактеризовали факторы, которые создают предпосылки для возникновения несчастных случаев, из-за чего последние должны быть устранены при обнаружении.

По состоянию на нынешний момент отечественные нормативные документы проходят очередную ревизию, дабы приблизиться к показателям стран Европейского союза. Здесь действуют такие положения:

• для сотрудников офисов, в которых нет необходимости работать с мелкими деталями и шрифтами, освещённость должна составлять около 280-320 лк;
• для сотрудников, проводящих большую часть времени, работая с печатными документами и/или на компьютерах, необходимо обеспечить верхнее равномерное освещение (например, с применением светодиодных панелей), имеющее величину около 450-550 лк;
• для сотрудников, постоянно работающих с техническими чертежами, документами и мелкими деталями, необходимо обеспечивать освещённость на уровне не менее 750 лк;
• для помещений общего назначения, столовых, конференц-залов и переговорных наиболее рационально использовать освещение порядка 400-500 лк;
• все технические помещения, коридоры, лестничные пролёты, подсобки, уборные и т.д. следует обеспечить освещённостью не менее 250 лк, причём на лестницах эту величину допустимо увеличивать вдвое.

 

 

 

Как работает люксметр?

Принцип работы люксметра довольно прост с физической точки зрения, но нередко кажется сложным обычному человеку именно из-за того, что в повседневной жизни мы никогда не сталкиваемся ни с чем подобным. Прибор представляет собой небольшое портативное и полностью автономное изделие, состоящее из основного блока с дисплеем и кнопками, а также небольшого датчика полусферической формы.

Свет, исходящий от любого источника, попадает на полупроводниковый светочувствительный элемент, который передаёт полученную энергию электронам. Высвобожденный поток этих элементарных частиц позволяет фактически обеспечить прохождение электрического тока. Измерив величину последнего, прибор получает значение освещённости. В современных устройствах это изменение выводится на экран в виде числа, а в старых отклоняет стрелку вдоль окружности градуированной шкалы.

Люксметры последних поколений максимально упростили механизм трансформации энергии и устранили существенную долю погрешностей, типичных для подобных измерений. Светочувствительная часть полностью отделена от индикаторной и связана с блоком управления лишь гибким проводом. Это позволяет замерять освещённость в труднодоступных местах, поднимать вверх только руку с датчиком при проведении замеров в высоких помещениях с подвесными светильниками или подносить устройство непосредственно к конкретной точке пространства. Используя специальные светофильтры, можно регулировать границы измерения прибора, умножая показания на заранее известные коэффициенты.

Сами измерения производятся таким образом, чтобы прибор находился в горизонтальной ориентации. Существуют инструкции, в каких точках помещения необходимо производить замеры, как рассчитывать эти точки и на какой высоте они расположены. Исследования для искусственного и естественного освещения производятся не одновременно, а отдельно друг от друга. В моменты снятия показаний крайне важно следить за тем, чтобы в помещении было всё как обычно, но отсутствовала тень, падающая на датчик. Кроме того, для исключения помех и постороннего влияния на прибор в прилежащей зоне не должно быть источников электромагнитного излучения.

После завершения серии замеров, производятся необходимые расчёты и выводится некая усреднённая величина, отражающая существующее положение вещей. Общая оценка ставится после сравнения этого значения с известными нормативами. При неутешительном результате, показывающем недостаточную освещённость помещения или территории, специалистами могут быть выданы типовые и ситуационные рекомендации по улучшению показателей. Сюда могут быть включены меры по изменению расположения приборов, увеличению яркости используемых ламп, добавлению новых светильников, использованию рассеивателей и пр.

Практика показывает, что наилучшие результаты дают неоднократные, дублирующие измерения в разное время суток. При подобном подходе удаётся обеспечить такой уровень освещённости, который полностью отвечает целям и задачам работ, производимым на освещаемой территории.

Измерение освещенности. Единица измерения освещенности | Eco

30 Августа 2019 г.

ельных и других типов помещений. Освещенность – один из основных параметров окружающей среды, влияющий на ощущение комфорта человеком. Поэтому, освещенность помещений жестко нормируется санитарными законодательством РФ. При проверке соответствия любых помещений санитарным нормам всегда проводятся измерения освещенности.

Освещенность — это количество света падающего на измеряемую поверхность от всех источников света, расположенных в поле зрения люксметра (в том числе и от источников отраженного света).

Формула освещенности

Единица измерения освещенности — это люкс (сокращенно – «лк»). Действующие санитарные нормы освещенности имеют большой разброс, в зависимости от требований к месту измерения (тип рабочего места, территории время пребывания человека), но в самых распространенных случаях (чтение, работа с документами, на компьютере) освещенность рабочего места не должна быть меньше 300 лк. В общем случае, требования к освещенности следующие — чем выше напряженность зрительной работы, тем выше должен быть уровень освещенности.

Для измерения освещенности используют люксметр. Подробнее об устройстве люксметра смотрите статью….

Годятся ли для измерения освещенности смартфоны и обычные фотодиоды? Результаты тестирования в статье…. 

При измерении освещенности можно иметь ввиду следующие типовые уровни:

Максимальная освещенность солнечным днем — 50000-100000 люкс,

Освещенность днем при сплошной облачности — 2000-10000 люкс,

Освещенность для комфортный работы за письменным столом — от 300 люкс,

Минимально доступный уровень освещенности для чтения — около 30 люкс,

Освещенность лунной ночью — 0,1…0,5 люкс,

Минимальный уровень освещенности, воспринимаемый человеческим глазом — около 0,005 люкс.

Понравился материал? Поделитесь им в соцсетях:

Категория:

Освещение

Дата:

30 Августа 2019 г.

Как измерить уровень освещенности

Такие термины светотехники как световой поток и освещенность не связаны прямой зависимостью, их соотношение определяют множество факторов. В нормативных документах фигурирует понятие освещенность, а производители приводят в характеристиках светильников — световой поток.

---

Взаимосвязь между освещенностью и световым потоком используемых светильников определяется замерами, которые показывают необходимость увеличения или уменьшения светового потока используемых источников света.

Световой поток и освещенность

Световой поток является физической характеристикой используемых светильников и его значение можно условно определить как силу излучаемого света. 

Измеряется световой поток в люменах (Лм), а угол его излучения отражается в диаграмме направленности конкретной лампы или светильника.

Освещенность показывает какой световой поток попадает на конкретный участок освещаемой поверхности и измерятся в люксах (Лк). Один люкс соответствует одному люмену на один квадратный метр площади.

Как измерить освещенность конкретного объекта

Для измерения освещенности существует специальный измерительный прибор — люксметр. Он включает в свой состав датчик на основе фотоэлементов и прибор, который переводит сигналы датчика в значение в люксах.

Для удобства использования люксметра очень часто датчик делают выносным, используя соединительный кабель определенной длины. Таким приборов удобно производить измерения в труднодоступных местах.

При замерах необходимо контролировать наличие в непосредственной близости электромагнитных приборов, которые могут вносить искажения в измеряемый уровень.

Методики измерения и все применяемые при этом понятия и термины изложены в современной редакции ГОСТ Р 54944-2012.

Как измерить уровень освещенности в домашних условиях

Для грубого определения уровней освещенности без использования люксметра можно воспользоваться особенностью обычного цифрового фотоаппарата. Дело в том, что цифровая камера имеет встроенный измеритель освещенности, который определяет выдержку, диафрагму и чувствительность матрицы.

Для определения уровня света достаточно сфотографировать без вспышки белый лист бумаги в конкретном месте и в свойствах полученного снимка найти значения использованных параметров диафрагмы, выдержки и ISO. Программу для перевода этих величин в уровень освещенности данного места можно без труда найти в интернете.

Понимание и использование люксметра

В архитектурном освещении интенсивность или светоотдача измеряются, чтобы понять, обеспечивает ли конкретный источник света достаточно света для предполагаемого применения. В светотехнической отрасли есть хорошо зарекомендовавшие себя рекомендации по уровню освещенности для широкого спектра применений и типов помещений. Особенно полезно понимать интенсивность света, чтобы правильно оценить, есть ли в помещении адекватные условия освещения. В этой статье будут рассмотрены несколько основных принципов, связанных с интенсивностью света — как измерить интенсивность света, разница между люменами и освещенностью (и что они означают), а также мы обсудим, как искусственный свет стал настолько важным для нашей повседневной жизни. жизнь и благополучие.

Какой лучший показатель для измерения силы света?

Освещенность — это показатель, который используется для измерения интенсивности света в помещении. Он измеряется в фут-канделах или люксах — это количество света (люмен), падающего на поверхность (на любой квадратный фут или квадратный метр). Следовательно, интенсивность света измеряется в люменах на квадратный фут (фут-канделах) или люменах на квадратный метр (люкс). Измерение количества света, падающего на поверхность, позволяет нам оценить, достаточно ли у нас света для выполнения различных визуальных задач.

Теперь давайте глубже посмотрим, как мы измеряем освещенность. Начнем с рассмотрения двух основных единиц измерения освещения: люмен и освещенность (фут-кандела / люкс) . Часто эти два понятия путают по определению или просто используют один неточно вместо другого, так что давайте разберемся с этим.

Что такое люмен?

Люмен (лм) — это единица измерения, которую мы используем для количественной оценки количества видимого света, видимого человеческим глазом.Световой поток конкретного источника света измеряется в люменах. Вы многие замечали, покупая лампочки для дома, что они показывают световой поток. Чем выше световой поток, тем «ярче» или выше интенсивность источника света; чем меньше световой поток, тем меньше яркость или меньшая интенсивность источника света.

Когда вы покупаете лампочки на основании их интенсивности или яркости, вам нужны люмены, а не ватты — просто ватты определяют энергопотребление лампочки.Понимая люмены, мы можем исследовать другие показатели освещения, такие как освещенность (фут-канделы / люкс), и то, как это играет ключевую роль в оценке интенсивности источника света.

Источник света, такой как, например, лампа накаливания, излучает свет во всех направлениях, из которых общее измерение отображается как световой поток (о чем мы скоро поговорим). Люмены — это просто единица света, но когда их помещают в контекст для данной площади поверхности, они становятся особенно полезной метрикой.Что переводит нас на освещенность (фут-кандел / люкс) .

Что такое Люкс?

люкс — это просто единица измерения, используемая для описания количества люменов, приходящихся на квадратный фут (фут-кандела) или квадратный метр (люкс) поверхности. Допустим, у вас есть источник света с яркостью 1000 люмен. Если все эти 1000 люмен распределены на площади в 1 квадратный метр, у вас будет освещенность 1000 люкс, то есть яркость пасмурного дня.Но что, если мы разложим это на 10-кратную площадь, то есть на 10 квадратных метров? Ну, освещенность или люкс уменьшится до менее интенсивного и более тусклого 100 люкс. Мы используем тот же подход для фут-свечей, только наши единицы измерения — люмен на квадратный фут.

Причина, по которой мы измеряем интенсивность света, состоит в том, чтобы обеспечить соблюдение определенного «стандарта» освещения. это имеет большое значение для фотографа (чья работа сосредоточена именно на свете), как в хирургическом театре или в других помещениях, таких как офисы.

Что такое свеча?

Фут-свеча — это мера силы света — это количество люмен на квадратный фут. Теперь вы можете подумать, что мы уже рассмотрели люкс, так зачем добавлять этот показатель? Разные люди используют разные метрики и по разным причинам. Проще говоря, где 1 люкс равен 1 люмену на квадратный метр, 1 фут-кандела равняется одному люмену на квадратный фут.

Что такое световой поток?

Световой поток — это способ измерения воспринимаемой мощности или общего количества светового потока от источника света.Когда количество люменов — единица количества видимого света, который может видеть человеческий глаз, используется для измерения интенсивности источника света. Для определения светового потока требуется квадратный метр площади (люкс).

Общие измерения освещенности

В светотехнике используется несколько типов показателей и измерений освещения. До сих пор мы рассматривали измерения, связанные с интенсивностью света — люменами, фут-канделами и люксами.

Хотя они полезны для специалистов по освещению, как эти термины соотносятся с реальным миром? Нам нужен небольшой контекст.Например, в типичной классной комнате рекомендуется иметь уровень освещенности около 30-50 фут-кандел или 300-500 люкс. Сравните это с профессиональной лабораторией, в которой стандарты освещения рекомендуют уровень освещенности 75-120 фут-кандел или 750-1200 люкс. Различия в рекомендуемых уровнях освещенности опубликованы IESNA (Общество инженеров по освещению Северной Америки). Рекомендации основаны на многолетнем визуальном тестировании, чтобы определить, сколько света нужно человеческому глазу, чтобы правильно видеть различные задачи с разным уровнем детализации.Из этого примера видно, как в конкретных средах требования к уровню освещенности сильно различаются.

Чтобы объяснить это дальше, вы, возможно, думаете о самом большом источнике естественного света, который у нас есть — солнце. Примеры стандартных уровней освещенности:

• Яркий летний день: 100 000 люкс (~ 10 000 фут-кандел)
• Полный дневной свет: 10000 люкс (~ 1000 фут-кандел)
• Пасмурные дни: 1000 люкс (~ 100 фут-кандел)
• Традиционное офисное освещение: 300-500 люкс (30-50 фут-кандел)
• Общая лестница: 50-100 люкс (5-10 фут-кандел)
• Сумерки: 10 люкс (1 фут-кандела)
• Полнолуние: <1 люкс (<0.1 фут-кандела)

Какой измеритель мне использовать для измерения силы света?

Специалисты по освещению используют люксметр (также называемый измерителем освещенности или люксметром) для измерения количества света в пространстве / на определенной рабочей поверхности. В экспонометре есть датчик, который измеряет падающий на него свет и предоставляет пользователю измеряемое значение освещенности.

Эти портативные устройства обычно используются фотографами для расчета надлежащей освещенности.Однако они также являются важным инструментом, который используется для измерения и проверки уровня освещенности в застроенной среде. Измерители света — особенно полезный инструмент, если вы измеряете свет в целях безопасности или чрезмерного освещения, которое вызывает напряжение глаз и лишнюю энергию.

Дополнительным преимуществом использования люксметра является возможность их калибровки. Почему это важно? Подумайте, как зрение одного человека будет определять определенные длины волн света иначе, чем другого. Это означает, что один человек может определить источник света как на или на менее интенсивный, поскольку он по-разному воспринимает или «видит» определенные длины волн.Добавьте к этому, что разные длины волн излучают свет разной интенсивности.

Вот почему люксметры настроены на использование стандартного источника света CIE A . Стандартный люксметр необходим для измерения освещенности лампами накаливания, но как насчет светодиодного освещения? Чтобы измерить интенсивность света от светодиодного освещения, вы должны использовать светодиодный люксметр .

Светодиодное освещение

становится все более распространенным в коммерческой среде из-за энергоэффективности, долговечности, настройки цветовой температуры, безопасности и низких эксплуатационных расходов.Но светодиоды излучают белый свет иначе, чем лампы накаливания или люминесцентные лампы, поэтому важно использовать правильный измеритель.

Как измерить силу света с помощью экспонометра

Использование светомера (люкс) — лучший способ измерить интенсивность света — он дает нам возможность выбрать оптимальную интенсивность света для окружающей среды.

1. Измерьте окружающий свет в комнате

Для начала выключите все освещение в комнате, которую вы собираетесь измерять.Включите люксметр, чтобы определить так называемое базовое измерение , — окружающий свет.

Это означает, что вы можете увидеть, насколько существующее освещение добавляет комнате после его включения.

2. Включите свет, снимите мерки

Находясь в центре помещения, убедитесь, что экспонометр настроен на запись вашего нового показания. Не торопитесь — дайте свету несколько мгновений достичь полной яркости (особенно если вы измеряете свет от КЛЛ).

3. Обратите внимание на разницу в показаниях

Просто вычтите уровень окружающего освещения из уровня освещенности — это известное как дифференциальное (или дельта) измерение. Это количество света, производимого существующими светильниками. С помощью этого блока измерения освещенности вы можете оценить, насколько он соответствует оптимальному требуемому уровню освещения.

4. Проверьте другие части комнаты

Для освещения открытого офиса или коридора показания экспонометра теоретически должны быть постоянными.Однако, возможно, стоит проверить любые потенциальные «слепые» пятна, чтобы убедиться, что у вас есть последовательность.

Как сила света влияет на работу

Интенсивность света влияет на то, как люди живут, работают и взаимодействуют. Совсем недавно исследователи обнаружили, как свет влияет на наше здоровье и благополучие. Исследования показали, что, хотя стандартный искусственный свет отвечает нашим визуальным потребностям, его недостаточно для обеспечения надлежащих биологических сигналов, необходимых нашему телу и мозгу, и даже может оказать негативное влияние на наше здоровье в долгосрочной перспективе.Причина в том, что люди теперь проводят большую часть своей жизни в помещении — мы потеряли связь с солнцем и солнечным днем ​​и больше не получаем критические световые сигналы, необходимые нашему телу и мозгу для улучшения сна и дневной активности. Мы живем в помещении, в котором слишком темно, чтобы наш мозг мог идентифицировать себя как дневное время, и слишком яркий ночью, чтобы наш мозг мог распознать ночное время. Мы потеряли связь с нашим естественным циркадным циклом. Например, подумайте о ярко освещенном продуктовом магазине, в который вы ходите поздно вечером, или о тусклом лекционном зале или конференц-зале, в котором вы можете провести середину дня — это полная противоположность световым сигналам, вокруг которых развивалось наше тело.

Наш современный образ жизни достиг точки, когда большинство из нас проводит около 87% своего времени в помещении. Это означает, что большая часть нашего «дневного света» почти полностью обеспечивается искусственным освещением.

Без надлежащего дневного освещения и из-за того, что мы остаемся более активными в более яркой окружающей среде ночью, наши циклы сна и бодрствования, которые напрямую связаны с нашими циркадными ритмами и выработкой мелатонина (ключевого гормона сна) — , перестают регулироваться. Чтобы получить полноценный и спокойный сон, который способствует дневному бодрствованию и повышению уровня энергии, настроения и продуктивности; нам нужен хорошо функционирующий циркадный ритм.Когда это происходит, мы улучшаем качество сна, позволяя нашим циркадным системам восстанавливать как наше тело, так и наш разум.

Исследования также показали, что правильные дневные световые сигналы также влияют на серотонин (1), предшественник мелатонина. Серотонин помогает нам чувствовать себя позитивно, спокойно и продуктивно — это то, что мы получаем при достаточном дневном освещении, и именно поэтому сезонное аффективное расстройство (САР) является такой проблемой во время продолжительной темноты наших зимних месяцев!

В том же исследовании «Преимущества солнечного света» объясняется:

«Свет, который мы получаем, находясь на улице в летний день, может быть в тысячу раз ярче, чем мы когда-либо могли бы увидеть в помещении», — говорит , исследователь мелатонина Рассел Дж.Рейтер — Центр медицинских наук Техасского университета.

«По этой причине важно, чтобы люди, которые работают в помещении, периодически выходили на улицу, и, кроме того, все мы стараемся спать в полной темноте. Это может иметь большое влияние на ритмы мелатонина и может привести к улучшению настроения, энергии и качества сна ».

Когда у нас есть доступ к солнечному свету каждый день, мы становимся более здоровыми, что означает лучшие результаты для людей и предприятий — сотрудники компании, которые хорошо отдохнули ночью, становятся более здоровыми, счастливыми и, следовательно, более продуктивными.Подумайте о времени, когда вы отправились в поход, походы или просто провели весь день на улице — много раз мы обнаруживаем, что после этого мы можем спать лучше и крепче.

Что такое циркадное освещение или освещение, ориентированное на человека?

Циркадное освещение

, также известное как Human Centric Lighting (HCL), фокусируется на освещении для здоровья и благополучия человека и на том, как мы можем использовать искусственный свет, чтобы обеспечить преимущества естественного дневного света.До недавнего времени искусственное освещение было сосредоточено на зрительной системе человека, циркадное освещение отвечает потребностям человеческой биологии и циркадной системы человека — цель состоит в том, чтобы обеспечить свет, который помогает людям чувствовать себя более бдительными, счастливыми и продуктивными в течение дня и улучшает сон. ночью, вечером. При проектировании рабочей среды преимущества циркадного освещения или HCL могут способствовать благополучию и сплоченности среди сотрудников.

Как выбрать идеальную интенсивность света

Для разных помещений требуются разные уровни и интенсивность света.Установление правильных уровней освещения не только позволяет нам видеть и выполнять задачи, но и интенсивность света также обеспечивает подсознательные визуальные подсказки, которые помогают в поиске пути и визуальной иерархии в пространстве. Вы можете этого не осознавать, но даже освещение в корпоративной среде часто используется для создания ощущения «корпоративной культуры». Итак, как выбрать идеальную интенсивность света?

Наиболее целостный подход заключается в рассмотрении различных вариантов использования пространства, возраста людей, которые могут использовать это пространство, и того, как долго они могут занимать каждое пространство.

Возьмем типичную офисную среду , рекомендуемый уровень освещенности для открытого офиса составляет около 30 фут-кандел (в среднем) или 300 люкс (в среднем). Однако не имеет смысла и неудобно иметь везде одинаковый уровень освещенности.

Давайте, например, подумаем о конференц-залах или переговорных комнатах. Для презентаций или встреч с большим количеством участников потребуется другая интенсивность света по сравнению с неформальным командным проектом.

Конференц-залы могут нуждаться в 30 фут-канделах (300 люкс) для личных встреч, но у вас также могут быть видеопрезентации, где вам нужно уменьшить интенсивность света, чтобы вы могли более четко видеть проекционный экран или изображения.В большинстве пространств важно иметь слои света и решение освещения, которое было бы универсальным и ориентированным на человека, отвечающим потребностям жителей. Некоторые конференц-залы предназначены для быстрого наверстывания, а другие используются для тренировок в течение всего дня. Если в этих помещениях нет доступа к дневному свету, чрезвычайно важно подумать о том, как можно использовать циркадное освещение, чтобы улучшить состояние этих пространств.

Еще одна среда, для которой интенсивность внутреннего освещения является важным фактором, — это классы .Обучение — это очень наглядный опыт, поэтому соответствующие световые решения должны работать в соответствии с физической средой. Мы должны учитывать горизонтальные задачи (количество света, необходимое для столов) и вертикальные задачи (количество света, необходимое для того, чтобы видеть надписи на белых досках). Как правило, для типичного класса рекомендуется 30 фут-кандел (300 люкс) в горизонтальной плоскости.

В школьной среде мы также хотим рассмотреть методы уменьшения бликов при поддержании постоянного уровня освещенности, чтобы все ученики могли видеть.Кроме того, исследования показали, что дети и подростки, которые получают правильные утренние световые сигналы, улучшают работоспособность, бдительность и снижают гиперактивность.

Наконец, давайте посмотрим на больницы и медицинские центры. Больницы — это сложное для освещения пространство, есть множество людей, у которых есть противоречивые потребности в освещении — пациентам может потребоваться низкий уровень освещения, а медсестрам нужен свет, чтобы видеть, что они делают. Потребность в освещении дневных медсестер по сравнению с медсестрами ночной смены также является проблемой.

Помещения для ухода за пациентами нуждаются в высококачественном освещении, чтобы медицинские работники могли правильно видеть вены и тон кожи, чтобы оценить любые потенциальные проблемы, связанные с цианозом или сепсисом.

Кроме того, мы знаем, что дневной свет так важен для здоровья человека, но когда вы болеете и находитесь в неподвижности, вы не можете выйти на улицу, чтобы получить столь необходимые для здоровья преимущества дневного света. Это делает обеспечение циркадного освещения в зонах ухода за пациентами еще более важным. Кроме того, медицинский персонал также получает большую пользу от освещения циркадного ритма, чтобы способствовать формированию сильных дневных циркадных сигналов.

Если мы сосредоточимся на палатах для пациентов , создание здоровой, спокойной обстановки важно для выздоровления пациента. Как правило, 10 фут-кандел (100 люкс) — это комфортный и более низкий уровень освещенности для отдыха.

Но что, если пациент хочет читать — пациенту может потребоваться немного более высокий уровень освещенности — около 20 фут-кандел (200 люкс). Однако мы также должны учитывать потребности медицинских специалистов — в палатах пациентов также есть отдельная лампа для осмотра, которую можно включать и выключать по мере необходимости для проведения обследований у постели больного и обеспечивать более высокий уровень освещения — до 50-75 фут-кандел или 500-750 люкс.Кроме того, когда пациент спит, медицинскому персоналу может потребоваться зайти в палату для измерения жизненно важных функций, и им понадобится рабочий свет, который может обеспечить 10 фут-свечей (100 люкс), в идеале, не беспокоя пациента.

Важность выбора интенсивности света, использования слоев света для визуального комфорта, а также реализации технологии циркадного освещения очевидна — она ​​лежит в основе технологии циркадного освещения. BIOS человеческого освещения потратил годы на разработку с использованием научных исследований данных для создавать решения, ориентированные на биологию.

(1) М. Натаниэль Мид, (апрель 2008 г.), «Преимущества солнечного света: яркое пятно для здоровья человека», Environ Health Perspect. />

Полное руководство по измерению освещенности

---

Это новое руководство покажет вам все, что вам нужно знать об измерении света.

Важно понимать различные термины, используемые для описания света. Это руководство охватывает все: от измерения света в электромагнитном спектре до понимания воспринимаемой яркости человеческим глазом, интенсивности света и инструментов, используемых для измерения света.

Погрузимся в …

Хотите узнать больше об измерении освещенности? Получите бесплатный PDF

Я пришлю вам копию, чтобы вы могли прочитать ее, когда вам будет удобно. Просто дайте мне знать, куда его отправить (занимает 5 секунд):

Содержание

Глава 1. Единицы света — Общие термины измерения освещенности

Глава 2: Радиометрия — Сколько света там

Глава 3: Фотометрия — Как вы видите свет (человеческое восприятие)

Глава 4: Спектрометрия — Измерение длины волны

Глава 5: Способы измерения света — Как измерить интенсивность света

Глава 6. Инструменты для измерения освещенности — Какие инструменты используются для измерения освещенности

Глава 1:

Единицы света

(Общие термины измерения освещенности)

В осветительной промышленности для измерения света используются несколько различных единиц измерения, в зависимости от того, какая информация требуется.

Ниже приведены несколько наиболее распространенных единиц и терминов:

Поток (световой поток) — Произошедшее от латинского слова «Fluxus», означающего поток , поток — это количество энергии, излучаемой светом в секунду, измеряемое в люмен (лм) .

Когда дело доходит до освещения, нужно учитывать Вт (Вт), (потребляемая энергия) по сравнению с люмен (лм), (яркость). Или потребление электроэнергии в сравнении с светоотдачей. Люмены оцениваются для человеческого восприятия, а ватты — нет.

• Люмен (лм) — единица светового потока в системе СИ, это единица светового потока.
• Ватт (Вт) — Единица измерения электрической мощности, это радиометрическое измерение.

Интенсивность света — Количество видимого света, излучаемого в единицу времени на единицу телесного угла

• Кандела (кд) — базовая единица измерения силы света в системе СИ. Это единица силы света источника света в определенном направлении.2 = 1 нит
  • Нит (нт) — Название, данное для единицы яркости

Для облегчения понимания представьте себе лампу, излучающую свет.

• Свет от лампы измеряется в люменах (мера силы света)
• Свет, падающий на поверхность, выражается в люксах
.
• Человеческий глаз видит это визуально с точки зрения яркости или яркости, которая измеряется в канделах.

Глава 2

Радиометрия — Сколько света

Что такое радиометрия

В целом радиометрия — это наука об измерении электромагнитного излучения.Что касается оптики, это относится к обнаружению и измерению световых волн в оптической части электромагнитного спектра (инфракрасного, видимого и ультрафиолетового). Радиометрия также включает определение распределения абсолютной мощности излучения.

Почему важна радиометрия

Радиометрия охватывает широкий спектр потребностей в обнаружении и измерении света.

Вот несколько распространенных приложений:

[источник]

4 Традиционно используемые геометрические описания в радиометрии

Основная единица радиометрии — Radiant Flux .

1. Radiant Flux / Power — Выраженный в ваттах, лучистый поток можно определить как полную оптическую мощность источника света. Его также можно определить как скорость потока лучистой энергии. Вы можете думать об этом как об общем количестве света, излучаемого лампочкой.

2. Интенсивность излучения — Также измеряется в ваттах, интенсивность излучения — это количество потока, излучаемого через известный телесный угол.

3. Энергия излучения — Энергия излучения измеряется в ваттах на квадратный метр и представляет собой измерение потока излучения на известной площади поверхности.

4. Сияние — Сияние, измеряемое в ваттах на квадратный метр, стерадиан, является мерой силы излучения, излучаемого из единицы площади источника.

Глава 3:

Фотометрия — как вы видите свет

(видимый свет)

Что такое фотометрия

Фотометрия — это разновидность радиометрии, которая применяется только к видимой части электромагнитного спектра. В то время как радиометрия фокусируется на измерении лучистой энергии с точки зрения абсолютной мощности, фотометрия учитывает реакцию человеческого глаза и фокусируется на измерении света с точки зрения воспринимаемой яркости.

Фотометрия — это «наука об измерении силы света, где« свет »относится к общему интегрированному диапазону излучения, к которому чувствителен глаз.

Фотометрия отличается от радиометрии, при которой обнаруживается и измеряется каждая отдельная длина волны в электромагнитном спектре, включая ультрафиолетовое и инфракрасное ». Фотометрия. В EDU.photonics.com/Photometry: Ответ на вопрос о восприятии света Получено с https : //www.photonics.ru / a25119 / Photometry_The_Answer_to_How_Light_Is_Perceived

Почему важна фотометрия

Фотометрия измеряет видимый свет с точки зрения человека.

Общие приложения для фотометрии:

Как и в случае радиометрии, применение фотометрии также разнообразно. Он используется в ряде отраслей для проверки интенсивности света, производимого дисплеями, приборными панелями, приборами ночного видения и т. Д.

Основной единицей фотометрии является люмен.Фотометрия состоит из четырех основных понятий:

1. Световой поток — Световой поток, измеряемый в люменах, является мерой общей воспринимаемой мощности, излучаемой источником света во всех направлениях.

2. Сила света — Сила света в канделах — это количество света, излучаемого источником в определенном направлении.

3. Освещенность — Освещенность, измеряемая в люменах на единицу площади, означает количество света, падающего на поверхность.Освещенность также можно назвать фут-свечой.

4. Яркость — Яркость, измеряемая в канделах на квадратный метр или нит, представляет собой общий свет, излучаемый или отраженный от поверхности в заданном направлении. Он показывает, насколько ярко мы воспринимаем результат взаимодействия падающего света и поверхности.

Изображение предоставлено: J.C. Walker, Light Sources — Technology and Applications [CC Attribution-ShareAlike 3.0]

Глава 4:

Спектрометрия — Измерение длины волны

Спектрометрия известна наукой и использованием спектрометров для измерения и анализа.Это исследование взаимодействия между светом и веществом, а также реакций и измерения интенсивности излучения и длины волны .

На схеме ниже показано, как спектрометрия используется для анализа образца. Образец показан на этапе 2. Спектрометрия также может использоваться для анализа длин волн, присутствующих в данном источнике света. В этом случае между источником и дифракционной решеткой не было бы образца.

i Источник: Спектрометрическая диаграмма публичной лаборатории [CC BY 2.0] (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/), с сайта flickr

Использование для спектрометрии:

В статье «Что такое спектрометрия и для чего она используется», написанной ATA Scientific Instruments, подробно описаны современные способы использования спектроскопии:

• В астрономии мы можем использовать уникальные спектры для определения химического состава объектов в космосе.
• Мы также можем использовать его для определения свойств космических объектов: в основном их температуры, а также их скорости.
• Применяется для скрининга метаболитов, а также для анализа и улучшения структуры лекарственных средств.

Биомедицинское использование света состоит из диагностических и терапевтических применений. Узнайте больше о спектроскопии в биомедицинских услугах.

Спектрорадиометрия — это «измерение энергии света на отдельных длинах волн в пределах электромагнитного спектра. Оно может быть измерено по всему спектру или в определенной полосе длин волн».

Спектрорадиометрия.В KonicaMinolta.us: Радиометрия, спектрорадиометрия и фотометрия Получено с: https://sensing.konicaminolta.us/learning-center/light-measurement/radiometry-spectroradiometry-photometry/

Две основные концепции спектрорадиометрии:

Spectral Radiance — яркость поверхности на единицу частоты или длины волны. Единицы СИ для спектральной яркости — стерадианный нанометр ватт / квадратный метр.

Спектральная освещенность — энергетическая освещенность поверхности на единицу частоты или длины волны.В системе СИ для спектральной освещенности используется ватт / кубический метр.

Глава 5:

Как измерить интенсивность света

Расчет интенсивности света зависит от источника света и направления, в котором он излучает свет. Количество света, падающего на поверхность, называется освещенностью и измеряется в люксах.

Sciencing написала пошаговую статью / эксперимент о том, как рассчитать интенсивность света с помощью силы света вокруг лампы, которая излучает свет одинаково во всех направлениях.В заключении уточняется, что «интенсивность света в вашей точке на сфере равна количеству ватт, излучаемому лампочкой, деленному на площадь поверхности сферы». Полные расчеты можно найти здесь.

В фотометрии сила света является мерой мощности излучения, излучаемой объектом в определенном направлении , и зависит от длины волны излучаемого света.

Что наиболее важно с точки зрения измерения силы света , так это фактическое количество люменов, падающих на определенную поверхность ().

Измерение уровня освещенности

Как отмечалось выше, поток — это общий световой поток. Ватты относятся к абсолютной мощности, а люмены — к человеческому восприятию.

В чем разница между яркостью и освещенностью

«Яркость — это количество света, отраженного от освещаемой поверхности».

Освещенность — это количество света, падающего на поверхность.

Яркость — это то, что мы измеряем по поверхности, на которую падает свет.

Top Light Co назвала его лучшим …

Думайте об этом так: IL-яркость, IL, I = падающий свет. Освещенность измеряет падающий свет. Яркость — это то, что уходит с поверхности — L = уходит. Освещенность измеряет происшествие, яркость измеряет то, что уходит.

Глава 6:

Какие инструменты используются для измерения света

1. Фотометр

Фотометр — это прибор для измерения силы света.Его можно определить как прибор, измеряющий видимый свет.

Два типа фотометров:

1. Измерители яркости — определяют выходную видимую энергию источника света

Измерения яркости используются для таких продуктов, как светофоры и автомобильные задние фонари.

2. Измерители освещенности — измеряют видимую энергию, падающую на поверхность объекта.

Измерители яркости и колориметры

2.Интегрирующая сфера

«Интегрирующая сфера собирает электромагнитное излучение от источника, полностью внешнего по отношению к оптическому устройству, обычно для измерения потока или оптического ослабления».

Основы интеграции и приложения Sphere

3. Спектрометр

«Основная функция спектрометра состоит в том, чтобы улавливать свет, разбивать его на его спектральные составляющие, оцифровывать сигнал в зависимости от длины волны, считывать его и отображать через компьютер.”

Спектрометр

4. Измеритель освещенности

Люксметр — это прибор, используемый для измерения уровня освещенности . Уровень освещенности — это количество света, измеренное на плоскости.

Заключение

Когда речь идет о мощности света и его измерении, используется множество терминов и технологий. Ключ к пониманию того, как сочетаются все эти уникальные аспекты.

Понимание измерения света помогает нам, как поставщику световых решений, соответствовать требованиям яркости и однородности для ваших конкретных приложений.

Наука с помощью смартфона: Измерение света с помощью люкс

Это наше второе занятие, которое требует использования смартфона или планшета. Пожалуйста, сообщите нам свое мнение. Напишите по электронной почте [email protected] с отзывами об использовании технологий в этом — и будущем — мероприятиях Bring Science Home.

Ключевые понятия
Физика
Свет
Измерение
Математика

Введение
Знаете ли вы, что вы можете использовать смартфон в качестве научного инструмента для исследования окружающего мира? Смартфоны содержат множество встроенных электронных датчиков, которые могут измерять такие явления, как звук, свет, движение и многое другое.В этом упражнении вы будете использовать датчик освещенности на телефоне или планшете, чтобы исследовать яркость света от разных источников света и мест. Насколько ярка лампа для чтения в вашей гостиной по сравнению с прямыми солнечными лучами? Попробуйте это занятие, чтобы узнать!

Фон
Измерение предметов вокруг вас, например расстояния, вероятно, довольно привычно. Единицы измерения, такие как дюймы или сантиметры, могут описывать расстояние между одной точкой и другой. Но в окружающем нас мире есть много других качеств, которые мы также можем превратить в измеримые величины.Например, знаете ли вы, что можно измерять свет? Вы можете описывать уровни освещенности относительно других вещей, например, «темно как ночь» или «ярче солнца», но вы, вероятно, не станете использовать число. Но так же, как вам может понадобиться линейка для измерения расстояния, вы можете использовать инструмент для измерения точных единиц света.

Свет можно измерить разными способами. Одна единица измерения называется люкс, которая описывает, сколько света падает на определенную область. (Это отличается от единицы люмен, которая показывает вам общее количество света, излучаемого источником света.) Количество люкс становится меньше по мере удаления от источника света. Это имеет смысл, если подумать: лампочка выглядит намного тусклее, если вы стоите на расстоянии 100 футов от нее, а не близко — даже если она по-прежнему излучает такое же общее количество света в люменах. Типичные уровни освещенности на открытом воздухе могут варьироваться от менее 1/1000 люкс в темную ночь до более 30 000 люкс при прямом солнечном свете!

Вот тут-то и пригодится смартфон. Уже давно существуют автономные люксметры (например, для использования в фотографии), устройства с датчиком освещенности и экраном, отображающим уровень освещенности в люксах.Однако современные смартфоны и планшеты обычно содержат встроенные датчики освещенности, которые используются для автоматической регулировки яркости экрана в зависимости от уровня освещенности (например, делая экран ярче и легче его увидеть, если вы используете устройство под прямыми солнечными лучами, но затемняете. экран в более темных помещениях, чтобы он не был слишком ярким для ваших глаз). Многие телефоны могут запускать приложения, которые будут отображать световые показания в люксах. Чтобы узнать больше об уровнях освещенности в мире вокруг вас, найдите смартфон или планшет и начните измерения!

Материалы

• Смартфон или планшет с доступом в Интернет и разрешением на загрузку и установку приложения
• Взрослый (для проверки и загрузки приложения)
• Различные источники света (фонарик, лампа, потолочный светильник и т. Д.).)
• В разных местах (темный шкаф, комната с окнами, на улице и т. Д.)
• Линейка (опция)

Подготовка

• Попросите взрослого помочь вам найти приложение «люксметр» или «люксметр» на смартфоне или планшете. Доступно множество бесплатных опций (обратите внимание, что в некоторых приложениях может быть включена реклама или встроенные покупки).
• Познакомьтесь с вашим приложением для люксметра. Некоторые приложения просто отображают число на экране, тогда как другие отображают счетчик или график.Некоторые также позволяют записывать данные. Убедитесь, что приложение работает: переместите телефон из темной комнаты в светлую или поднесите его к лампочке (лампочки бывают и горячими, и яркими, поэтому будьте осторожны), и вы увидите, что числа колеблются. .
• Найдите датчик освещенности на вашем устройстве. Обычно он находится в верхней части передней части телефона (сторона с экраном). Вы можете сделать это, проведя кончиком пальца по поверхности телефона, когда открыто приложение люксметра. Когда ваш палец накрывает датчик освещенности, показания должны упасть.Убедитесь, что вы случайно не закрыли датчик во время занятия.
• Примечание. Некоторые приложения могут отображать уровни освещенности в других единицах, например «EV», что означает «значение экспозиции» и используется в фотографии для измерения количества света, падающего на камеру. Концепции, описанные в этом упражнении, по-прежнему применимы, и вы по-прежнему можете сравнивать различные источники света или то, как уровни света меняются с расстоянием от источника света. Однако числа, которые вы измеряете в EV, не будут такими же, как в люксах.

Процедура

• Проверьте, как меняются показания в люксах с расстоянием от фиксированного источника света. Например, встаньте прямо под потолочным светильником, держите телефон экраном вверх и перемещайте телефон вверх и вниз. Как вариант, держите телефон боком и направьте его на торшер, когда вы подходите к нему все ближе и дальше. Как показания меняются с расстоянием?
• Теперь сравните разные источники искусственного света на одинаковом расстоянии.Вы можете использовать линейку для этого или любой удобный предмет (или часть тела, например предплечье) в качестве распорки. Точное расстояние не имеет значения, если вы поддерживаете его постоянным. Как фонарик сравнить с лампочкой? А как насчет света телевизора или экрана компьютера? Какой источник света в вашем доме самый яркий? Самый тусклый?
• Наконец, измерьте уровень внешней освещенности в разных местах. Выключите все источники искусственного света. Как уровень освещенности снаружи соотносится с уровнем освещенности внутри? А как насчет комнаты с закрытыми оконными покрытиями по сравнению с открытыми оконными покрытиями? В комнате, где вы спите ночью, а не днем? Какая комната в вашем доме получает больше всего естественного света? Какая комната получает меньше всего?
• Дополнительно: Попробуйте наклонить телефон на относительно источника света и посмотрите, как меняются показания.

Наблюдения и результаты
Вы, наверное, заметили, как резко меняется уровень освещенности с увеличением расстояния от источника света. Вы можете увидеть только несколько десятков или сотен люкс, когда находитесь на другом конце комнаты от лампочки, но если вы поднесете телефон прямо к лампочке, показания могут исчисляться тысячами или даже десятками тысяч. Это связано с математической зависимостью, называемой законом обратных квадратов. По мере того, как свет расширяется наружу от источника, количество света, попадающего в каждую область, очень быстро падает.Солнце так далеко, что может показаться удивительным, что показания в люксах под прямыми солнечными лучами настолько высоки (десятки тысяч люкс). Это дает нам представление о том, насколько ярким является само солнце!

Если вы попытались наклонить телефон, вы могли заметить, что показания уменьшились, хотя расстояние между телефоном и источником света не изменилось. Угол поверхности относительно источника света также определяет, сколько света попадает на нее, потому что свет распространяется по прямой линии.Поверхность, перпендикулярная световым лучам (под углом 90 градусов), будет собирать больше всего света. Вот почему так важно, чтобы солнечные панели были нацелены прямо на Солнце, и почему полюса Земли получают меньше света (и являются более холодными), чем экватор.

Наличие единицы измерения и устройства для ее измерения может быть полезно для более точного определения и сравнения различных сред. Например, вы можете обнаружить, что определенный диапазон люкс наиболее удобен для чтения книги.Эти измерения можно использовать при проектировании зданий, например школ, чтобы обеспечить достаточное количество света для различных зон и видов деятельности.

В зависимости от вашего телефона или приложения, который вы использовали, диапазон значений, которые вы могли измерить, мог быть ограничен. Некоторые приложения, например, могут не отображать десятичные значения, что затрудняет измерение уровней освещенности ниже 1 люкс (другими словами, даже если реальное значение составляет 0,4 люкс, приложение будет отображать 0 люкс). Чаще всего это происходит в очень темных местах, например, в туалете или на улице ночью.Максимальное чтение также может быть ограничено приложением или аппаратным обеспечением телефона или планшета. Вы можете, например, увидеть на улице только 10 000 люкс при прямом солнечном свете — даже если вы ожидали, что показание составит 30 000 люкс или более. Об этом полезно помнить при использовании любого измерительного прибора. Подобно тому, как длина линейки не может отражать всю длину футбольного поля или кухонный термометр не может определить температуру поверхности солнца, многие цифровые измерительные инструменты не могут обеспечить полный диапазон возможных значений. измерения.

Дополнительные сведения
Освещенность: что такое люкс? от All About Circuits
Закон обратных квадратов, свет, от Hyperphysics в Университете штата Джорджия
Рекомендуемые уровни освещенности (освещенности) для открытых и закрытых помещений (pdf), от Национальной оптической астрономической обсерватории
Наука со смартфоном: децибелметр, от Scientific American
Занятия STEM для детей от Science Buddies

Эта деятельность предоставлена ​​вам в сотрудничестве с Science Buddies

Как измерить освещение в люксах?

Электромагнитный спектр охватывает радиоволны с длинами волн от миллиметра и более до гамма-лучей с длинами волн менее одной триллионной метра.Ультрафиолетовый свет имеет длину волны примерно от 1 до 400 нанометров (нм), где нанометр составляет 10 ^-9 метра. Видимый свет , или проще говоря свет , представляет собой электромагнитное излучение в диапазоне приблизительно от 400 до 750 нм, в то время как инфракрасный свет имеет длины волн приблизительно от 750 до 2500 нм.

Излучение и световой поток источника света

Как и все электромагнитное излучение, свет представляет собой форму энергии. Радиантный поток или мощность — это полная энергия, излучаемая источником за секунду.Лучистый поток выражается в ваттах (Вт) и определяется выходной мощностью на всех длинах волн.

В отличие от лучистого потока, световой поток источника представляет собой выходную мощность только в видимых длинах волн, что исключает ультрафиолетовое и инфракрасное излучение. В единицах СИ световой поток выражается как люмен, (лм) и определяется путем взвешивания выходной мощности для учета чувствительности человеческого глаза к различным длинам волн.

Например, лампа накаливания мощностью 100 Вт потребляет 100 Вт электроэнергии, чтобы произвести только 10 Вт видимого света.Оставшаяся мощность составляет 90 Вт инфракрасного света и отработанного тепла, которые визуально бесполезны. Лучистый поток включает инфракрасный свет и составляет около 100 Вт. Световой поток, однако, будет составлять всего 10 ватт мощности в видимых длинах волн, взвешенных, чтобы отражать реакцию наших глаз, чтобы дать около 1600 люмен.

Взаимосвязь между световым потоком и люксом

Световой поток измеряет то, как мы воспринимаем яркость источника света. Однако во многих ситуациях требуется знать количество света, падающего на объект.Чтобы иметь безопасное складское пространство с хорошей видимостью, управляющий должен определять освещенность на уровне пола с помощью экспонометра. Освещенность — это величина светового потока на единицу площади, выраженная как люкс (лк) в единицах СИ. Один люкс — это один люмен на квадратный метр и, следовательно, измеряет восприятие человеком яркости света в данной точке.

Как свет уменьшается с увеличением расстояния

Для источника, который светит одинаково в радиальных направлениях, количество света на единице площади уменьшается по закону обратных квадратов .Если определенная лампочка светит на расстоянии 1 метра, освещенность может быть 900 люкс. Пятно на расстоянии 2 метров будет на двойном расстоянии и, следовательно, будет иметь только 1/2 ² , или одну четверть освещенности, которая составит 225 люкс. Пятно на расстоянии 3 метра будет на расстоянии в три раза больше и будет иметь только 1/3 ³ , или одну девятую количества света, всего 100 люкс.

Если свет исходит от источника, который не является точкой, например, от трубчатой ​​люминесцентной лампы, или если светом манипулируют линзы, зеркала или отражатели, то закон обратных квадратов может не применяться.

Процедура измерения люкс

Человеческий глаз имеет максимальную чувствительность к свету в диапазоне длин волн зелено-желтого цвета, примерно от 520 до 580 нм. Эта чувствительность падает до менее 15 процентов от максимума для красного на одном конце спектра и до 10 процентов для синего на другом. В большинстве люксметров используется один кремниевый датчик с оптическими фильтрами для имитации этого профиля чувствительности в различной степени.

Люксметры обычно точны для ламп накаливания, потому что спектральный выход очень похож для всех источников накаливания.Однако многие типы светодиодов и люминесцентных ламп (высокоинтенсивные разрядные, металлогалогенные, натриевые под высоким давлением и холодные белые офисные светильники) имеют разные спектральные профили. Высококачественные люксметры точно воспроизводят зрительный отклик глаза и могут точно измерять эти другие источники света.

Люксметрам, которые плохо следуют кривой чувствительности глаза, требуется коэффициент коррекции цвета (CCF), который регулирует измерения люксметра для светодиодов или люминесцентных ламп. Следовательно, вам необходимо знать тип света, который вы измеряете, и использовать соответствующий CCF.

Процедура измерения в люксах просто требует размещения датчика измерителя на поверхности или в том месте, где вы хотите измерять падающий свет. Датчик должен быть обращен к источнику света под прямым углом. Если датчик расположен не перпендикулярно свету, измерение будет неверным, хотя некоторые люксметры имеют косинусную коррекцию для учета угла. Измерители, для которых требуется коэффициент цветовой коррекции, могут иметь средства ввода CCF для корректировки результата для светодиодов или люминесцентных ламп; в противном случае вам придется вручную умножить измеренное значение в люксе на CCF.

Как измерить свет | Правильное использование экспонометра

Измерение освещенности стало обычной практикой в ​​различных сферах жизни, от проверки того, что ваши сотрудники работают в безопасных условиях, до проверки уровней освещенности для фотосъемки или декораций. Измерительный свет требует нескольких соображений; В этой статье представлены основные сведения о том, что такое свет и как его измеряют, а также даны инструкции по использованию измерителя освещенности (люксметра).

Что такое свет?

Не стесняйтесь пропустить этот раздел, поскольку он не является важным для понимания того, как правильно измерять свет, но является полезной вспомогательной информацией.Давайте постараемся сделать это проще. Свет — это форма электромагнитной энергии, которая распространяется волнами. Эти волны имеют длину и частоту. У людей есть рецепторы, которые могут воспринимать волны определенной длины и преобразовывать их в изображения. Эти длины волн существуют от 400 до 700 нм. Отдельные цвета присутствуют на определенных длинах волн. См. Ниже…

• Синий 420нм
• Зеленый 525 нм
• Красный 635 нм

Возможно, вы слышали термины инфракрасный и ультрафиолетовый.Инфракрасное — это когда длина волны длиннее, чем мы видим, и ультрафиолет, когда они короче. Оба они используются в разных технологиях. Когда энергия излучается сразу на всех трех длинах волн, мы получаем то, что мы называем белым светом.

Типы света

Как правило, на вашем рабочем месте используется один из трех типов осветительной арматуры: это источники света на основе тепла, известные как лампы накаливания, люминесцентные лампы и светодиоды. Каждый из них по-своему излучает свет.

• Лампа накаливания — это излучаемая электромагнитная энергия, которая излучается на всех длинах волн, когда мы видим все длины волн, вещи кажутся белыми. Различные температуры изменят количество используемых длин волн.
Флуоресцентные лампы
• технически находятся за пределами нашего видимого диапазона, они ультрафиолетовые и ниже 400 нм. Однако взаимодействие с покрытием на внутренней стороне их трубок дает видимый белый свет, который мы можем использовать.
Светодиодные лампы
• немного сложнее и достигают белого света за счет смеси красных, зеленых и синих светодиодов или методов, аналогичных флуоресцентным лампам
.

Как измерить свет

Самый простой способ понять, как измеряется свет, — это изобразить типичную лампочку с нитью накала, которая нагревается, производя свет (лампа накаливания, если вы читали предыдущий раздел).Нить накала является источником света и находится в центре сферы, и свет излучается во всех направлениях. Общее количество энергии всего произведенного света известно как «световой поток».

Вы, наверное, знакомы с Lumen; это мера силы света, о которой люди обычно слышали. Базовая единица силы света — кандела (одна зажженная свеча дает примерно 1 канделу). Одна кандела на стерадиан (область конической формы, начинающаяся от источника света) известна как просвет.

Когда мы измеряем свет, нас интересует, сколько люменов падает на поверхность; это то, что мы знаем как люкс. Один люкс — это один люмен на квадратный метр.

Рабочий пример. У нас есть источник света, общий световой поток которого составляет 1000 люмен. Если бы мы могли сфокусировать это на поверхности 1 квадратного метра, у нас была бы освещенность 1000 люкс. Однако, если бы тот же свет был распределен на площади 10 квадратных метров, у нас была бы освещенность только 100 люкс.

Примеры уровней освещенности
Очень яркий летний день	100000 люкс
Полный дневной свет	10,000 люкс
Пасмурный летний день	1000 люкс
Очень темный день	100 люкс
Сумерки	10 люкс
Полнолуние	<1 люкс

Альтернативным измерением света является фут-свеча, он работает так же, как люкс, за исключением того, что 1 фут-свеча составляет 1 люмен на квадратный фут.

Приборы для измерения света

Самый простой способ измерить освещенность — купить люксметр / люксметр, эти две фразы часто взаимозаменяемы. Экспонометры содержат датчик, который преобразует световую энергию в электрический заряд, который может дать пользователю показание. Как правило, они достаточно малы, чтобы их можно было брать в руке и легко переносить.

Вы можете посмотреть наш ассортимент люксметров здесь.

Экспонометр прост в использовании. Сняв колпачок с сенсора, просто поместите его на поверхность, где выполняется какое-либо задание, например, в центр стола.Важно, чтобы датчик располагался на поверхности, поскольку именно здесь свет отражается в глаз пользователя и представляет собой истинный уровень получаемого света. Если держать экспонометр над поверхностью, это может привести к неточным показаниям. После этого на дисплее должно отобразиться значение в люксах.

Когда использовать люксметр

(Если вы пропустили его, вы можете прочитать раздел 1 этого руководства) Есть несколько вещей, о которых вы должны знать при использовании люксметра. В основном это связано с тем, что человеческий глаз воспринимает свет разных длин волн по-разному.Если бы все длины волн содержали одинаковую интенсивность света, показания в люксах были бы одинаковыми, но человек-пользователь может видеть больше света определенного цвета, и свет может казаться ярче.

Чтобы лучше соотнести люксметры с человеческим восприятием света, они настроены на стандартный источник света CIE A. Это регулирует экспонометр так, чтобы свет был распределен по длинам волн домашнего света с вольфрамовой нитью.

Благодаря этим настройкам стандартный люкс или люксметр идеально подходит для использования в помещениях, где используется освещение лампами накаливания.Их также можно использовать для освещения флуоресцентными лампами, но возможны небольшие погрешности в измерениях. Это делает их идеальными инструментами для проверки освещения на большинстве рабочих мест.

Если ваше рабочее место заполнено светодиодным освещением, вам может потребоваться другое решение.

Светодиодный измеритель освещенности

С постоянно растущим успехом светодиодного освещения возникла потребность в специализированных светодиодных измерителях света. Светодиодные лампы излучают белый свет совсем не так, как лампы накаливания. Традиционный люксметр может дать точные показания в 500 люкс, но человеческий глаз не может видеть все 500 люкс, а на самом деле может видеть только 300 люкс.В конечном итоге это приводит к неточностям. Обойти это можно с помощью специального светодиодного измерителя света.

Как измерить силу света?

Человеческое зрение зависит от света. Свет отражается от поверхностей в глаза, проходя через роговицу и зрачок, образуя изображение на сетчатке. Глаз чувствителен к очень широкому диапазону интенсивности света, но на низких уровнях теряет способность различать детали. Вот почему точные работы, такие как хирургия, измерения или сборка, лучше всего выполнять при ярком свете.

Работа при плохом освещении вызывает утомление и ошибки. Аварии на производстве чаще случаются при низком уровне освещенности. Кроме того, от хорошей интенсивности света зависит, насколько хорошо люди могут наблюдать за шоу и делать качественные фотографии. В этом техническом документе от инженерной компании OMEGA по адресу

, чтобы облегчить понимание измерения интенсивности света.

• Что такое свет?
• В чем измеряется сила света?
• Ситуации, требующие измерения освещенности
• Светотехника
• Светоизмерительное оборудование

Что такое свет?

Свет — это форма электромагнитной энергии, которая распространяется в пространстве в виде волны.Подобно микроволнам и рентгеновским лучам, эти волны имеют длину и частоту. Разница в том, что люди обладают рецепторами, способными воспринимать энергию с длинами волн от 400 до 700 нм и превращать ее в изображения.

Отдельные длины волн соответствуют разным цветам. Свет с длиной волны около 420 нм воспринимается как синий, 525 нм — зеленый, а 635 нм — красный. Более длинные волны называются инфракрасными (которые воспринимаются как тепло), а более короткие волны — ультрафиолетовыми, а затем рентгеновскими.

Источники света на основе тепла («источники накаливания») излучают электромагнитную энергию на всех длинах волн, поэтому они кажутся белыми.Фактическое распределение длин волн в этом свете зависит от температуры источника. Флуоресцентные лампы кажутся белыми только в результате флуоресценции покрытия на стекле или трубке, а светодиоды излучают свет только на одной определенной длине волны.

В чем измеряется сила света?

Основной единицей силы света является кандела, номинально свет, излучаемый одной свечой, или, точнее, «источник, излучающий монохроматическое излучение с частотой 540 x 1012 герц и имеющий силу излучения в этом направлении 1/683 ватт на стерадиан.

Источник света, как нить накаливания, излучает свет во всех направлениях. Фактически, он находится в центре сферы излучаемого света (поэтому световые единицы ссылаются на стерадиан). Полная энергия всего испускаемого света называется «световым потоком».

Одна кандела на стерадиан называется люменом, который является мерой интенсивности света, с которой люди наиболее знакомы. Однако наиболее важным при измерении интенсивности света является количество люменов, падающих на поверхность, которое выражается в люксах.Таким образом, один люкс — это один люмен на квадратный метр, что связано с яркостью и расстоянием от источника. (В США интенсивность света принято выражать в фут-свече. Одна фут-свеча эквивалентна одному люмену на квадратный фут).

Подводя итог, в то время как световой поток выражается в люменах, интенсивность света измеряется в люменах на квадратный метр или люкс.

Ситуации, требующие измерения освещенности

Фотостудия Основными причинами измерения интенсивности света являются обеспечение соблюдения минимальных стандартов освещения и определение подходящего времени выдержки в фотографии и кинематографии.Ниже описаны четыре часто встречающиеся ситуации.

1. Эргономика и безопасность

Для многих условий рекомендуется минимальный уровень освещенности.

В некоторых организациях сила света измеряется только реактивно, обычно после падения или другого несчастного случая. Более разумный подход — выполнить обследование освещения, документируя уровни освещенности на рабочем месте. Если обнаруживаются области ниже минимально допустимого уровня, можно реализовать план улучшения.

2. Фотография и кинематография

Сила света лежит в основе фотографии. Слабое освещение вынуждает фотографа увеличивать время экспозиции или открывать диафрагму объектива, а иногда и то и другое. Хотя многие современные камеры имеют встроенный измеритель освещенности, все же полезно знать уровни освещенности вокруг объекта, особенно для студийной или портретной фотографии.

Знание уровней освещенности также помогает обеспечить воспроизводимость кадра, что является проблемой в кинематографии.Измеряя уровни освещенности, оператор может получать стабильные результаты, обеспечивая непрерывность.

3. Мониторинг погоды

Хотя многие люксметры настроены на использование лампы накаливания, они по-прежнему полезны для сравнения на открытом воздухе. Измеритель может, например, производить записи, показывающие разницу в интенсивности между летним и зимним солнцестоянием. Картирование интенсивности света в области, предназначенной для солнечных батарей, может помочь определить оптимальное место для каждой панели.Те, кто занимается сельским хозяйством, могут извлечь выгоду из определения областей с меньшей интенсивностью света в теплице.

4. Театральная декорация и дизайн интерьера

Различие в интенсивности света — эффективный способ привлечь внимание аудитории. Художник-постановщик может захотеть, чтобы конкретный реквизит или актер был в тени для одной сцены и выделен для следующей. Точно так же дизайнер интерьера будет использовать различия в интенсивности, чтобы создать особый внешний вид.Установка уровней освещенности также помогает обеспечить воспроизводимость определенного внешнего вида и ощущений, а также подтверждает, что зрители достаточно света, чтобы видеть черты лица актеров.

Как можно измерить силу света?

Свет падает на датчик, где энергия фотонов преобразуется в электрический заряд. Чем больше света падает на поверхность, тем больше заряда накапливается. В общем, эти два понятия взаимосвязаны. Калибровка измерительной электроники преобразует ток или напряжение в значение в люксах.

Что еще более усложняет ситуацию, человеческий глаз не одинаково чувствителен ко всем длинам волн света и имеет большую чувствительность к зеленому. Таким образом, если на метр попадает одинаковая интенсивность синего и зеленого света, а исходное значение в люксах может быть одинаковым, человек-наблюдатель будет воспринимать больше зеленого света. Чтобы решить эту проблему, люксметры настроены на ожидание света со спектральным распределением домашнего освещения с вольфрамовой нитью накала. Он определяется как стандартный источник света A CIE и регулирует исходное измерение интенсивности, чтобы лучше коррелировать с человеческим восприятием яркости.Стандартный источник света CIE A рекомендуется для всех применений, связанных с использованием ламп накаливания.

Аппаратура для измерения силы света

Внутренняя рабочая среда Прочные портативные измерители окружающей среды для измерения частоты вращения и освещенности разработаны как простые в использовании портативные приборы для измерения силы света. Основанные на стандарте CIE Standard Illuminant A, эти устройства идеально подходят для использования в областях освещения лампами накаливания и обеспечивают показания при флуоресцентном освещении с небольшой погрешностью в диапазоне измерения от 1 до 200 000 люкс (от 0 до 18 580 фут-свечей).

Это оборудование идеально подходит для тех, кому необходимо проверить уровень освещенности в рабочих помещениях, для фотографии, оформления театральных декораций, дизайна интерьера и кинематографии. Его можно использовать на открытом воздухе, где достаточно сравнительных значений или соотношений, но не следует полагаться на точные значения интенсивности из-за его калибровки CIE.

Руководство по эргономичным уровням освещения для каждой комнаты

Эргономика в том, что касается освещения, по сути, заключается в выборе правильного количества и расположения освещения для того, что вы делаете.На рабочем месте это может быть обеспечение того, чтобы на мониторы компьютеров не было слишком много бликов (для предотвращения утомления глаз), или обеспечение того, чтобы люди, выполняющие задачи, требующие точности и мелкой работы, имели освещение на пути, который гарантирует, что нет тени бросают на то, что они делают.

В доме наличие эргономичного освещения может означать установку рабочего освещения над кухонными стойками или верстаком или обеспечение достаточного освещения в коридорах и лестницах для обеспечения безопасности.

Определение размеров

Вы обнаружите, что уровни освещенности указаны в люменах, что соответствует световому потоку. Уровни освещенности могут быть указаны в люксах или фут-свече (fc). Измерения люкс примерно в 10 раз превышают измерение в фут-свече, так как фут-свеча составляет 1 люмен на квадратный фут, а люкс — 1 люмен на квадратный метр.

Лампы накаливания измеряются в ваттах, и значение светового потока может отсутствовать на упаковке; Например, лампа мощностью 60 Вт дает 800 люмен.Люминесцентные лампы и светодиодные лампы могут иметь маркировку в люменах. Имейте в виду, что источник света является самым ярким, поэтому сидение вдали от источника света не даст вам люменов, указанных на упаковке. Грязь на лампе также может снизить светоотдачу на 50 процентов, поэтому очень важно содержать лампы, стеклянные колбы и плафоны в чистоте.

Уровни освещения помещения

На улице в ясный день освещенность составляет около 10 000 люкс. У окна внутри доступный свет составляет около 1000 люкс.В центре комнаты она может резко упасть, даже до 25-50 люкс, отсюда необходимость в общем и рабочем освещении в помещении.

Общее руководство — иметь общее или окружающее освещение в коридоре или комнате, где вы не выполняете концентрированные визуальные задачи, на уровне 100–300 люкс. Увеличьте уровень освещенности для чтения до 500–800 люкс и сконцентрируйте рабочее освещение на необходимой поверхности с уровнем от 800 до 1700 люкс. Например, в спальне взрослого вам нужно, чтобы освещение было ниже, чтобы ваше тело успокаивалось перед сном.Напротив, детская спальня может быть там, где он или она учится, а также спит, поэтому потребуется как окружающее, так и рабочее освещение.

Точно так же в столовых возможность изменять количество люменов с помощью различных типов освещения (окружающего или над центром стола) или диммеров может сделать пространство более универсальным, от активной зоны в течение дня до места для отдыха. вечером. На кухне подвесные светильники над островками и вытяжки с подсветкой над плитой — дополнительные способы использования рабочего освещения.

Ниже приводится список минимальных уровней освещения для жилых помещений.

Кухня	Общие	300 люкс
	Столешница	750 люкс
Спальня (взр.)	Общие	100–300 люкс
	Задача	500 люкс
Спальня (детская)	Общие	500 люкс
	Задача	800 люкс
Ванная	Общие	300 люкс
	Бритье / макияж	300–700 люкс
Гостиная	Общие	300 люкс
	Задача	500 люкс
Семейная комната / домашний кинотеатр	Общие	300 люкс
	Задача	500 люкс
	Просмотр ТВ	150 люкс
Прачечная / утилита	Общие	200 люкс
Столовая	Общие	200 люкс
Холл, площадка / лестница	Общие	100–500 люкс
Домашний офис	Общие	500 люкс
	Задача	800 люкс
Мастерская	Общие	800 люкс
	Задача	1100 люкс

.