Освещенность площадки

Люксметр – это переносной прибор представляющий собой один из разновидностей фотометров, с помощью которого производят замеры освещенности.  
 
Основным элементом прибора является селеновый фотоэлемент, преобразующий энергию света в электрическую, и измеряющий фототок микроамперметра, шкалы которого проградуированы в люксах. Простейший люксметр состоит из фотоэлемента, который преобразует световую энергию в энергию электрического тока, и измеряющего этот фототок стрелочного микроамперметра со шкалами, проградуированными в люксах.

1.Выбор средства  измерения

Для условий трудовой деятельности различают три основных вида освещения: естественное (только за счет солнечного света, инсоляции), искусственное (используются только искусственные источники света и освещения) и совмещенное (иногда называют смешанным), когда недостаточное естественное освещение дополняется искусственным светом.

Освещённость — физическая величина, характеризующая освещение поверхности, создаваемое световым потоком, падающим на поверхность. Освещённость прямо пропорциональна силе источника света. При его удалении от освещаемой поверхности её освещённость уменьшается. Освещение характеризуют такие величины как световой поток, сила света, освещенность, яркость и показатель ослепленности.  
         Основным параметром, используемым при оценке освещения, является освещенность. В Международной системе единиц мерой освещенности принят 1 люкс – освещённость поверхности площадью 1 м2 при световом потоке падающего на неё излучения. 

        1.1 Измерение освещенности.

 

        Измерение освещенности производят в соответствии с ГОСТ 24940-96 (Межгосударственный стандарт "Здания и сооружения. Методы измерения освещенности"). В данном стандарте определены методы, с помощью которых рассчитывается минимальная, средняя, а также цилиндрическая освещенность, коэффициент естественной освещенности в помещениях зданий и сооружений, а также на рабочих местах, минимальная освещенность в местах, где осуществляется производственные операции вне помещений, средняя освещенность улиц, дорог, а также площадей, тоннелей.

1.Измерение освещенности  люксметром

Возьмите люксметр и установите его датчик на поверхность, освещенность которой измеряется. При этом обязательно проследите, чтобы плоскость светочувствительного элемента датчика обязательно была параллельна освещаемой источником света поверхности. После этого снимите показания со шкалы аналогового прибора или дисплея цифрового - это и будет освещенность данной поверхности в люксах.

2.Измерение освещенности  от точечного источника света

Включите точечный источник света (это такой источник, размеры которого пренебрежимо молы по сравнению с расстоянием, на котором производятся измерения). Это может быть обычная лампа с заранее известной силой света в канделах, которую можно найти в справочнике. После этого на некотором расстоянии от нее (оно должно значительно превышать ее размеры), поместите поверхность, освещенность которой нужно измерить. Измерьте расстояние от источника света до поверхности в метрах любым доступным способом. Можно использовать обычную рулетку или дальномер любого типа. Затем измерьте угол, под которым падают лучи света от источника на освещенную поверхность. Для этого восстановите к ней перпендикуляр и с помощью транспортира или того же дальномера измерьте угол между перпендикуляром и падающим лучом. Рассчитайте освещенность. Для этого силу света поделите на квадрат расстояния до источника, а получившийся результат умножьте на косинус угла падения луча (E=I/r²•Cos(α)).

3.Определение освещенности  с помощью селенового фотоэлемента

Присоедините селеновый фотоэлемент к миллиамперметру. Вставьте в миллиамперметр пустую шкалу и затемнив фотоэлемент, сделайте на ней черту, которая будет означать нулевую освещенность. Затем, рассчитав освещенность, по методике, изложенной в предыдущем пункте, установите фотоэлемент в точке с известной освещенностью. Амперметр покажет наличие тока, и его стрелка отклонится. Поставьте черту на том месте шкалы, где остановилась стрелка и укажите не ней освещенность в люксах. Затем проградуируйте шкалу, деля ее на пропорциональные части. В результате получится самодельный люксметр, которым можно измерять освещенность.

 

2. Устройства для измерения уровня освещенности.

 

При оценке освещения применяют несколько параметров (сила света, яркость и пр.), однако главным показателем является освещенность. Сам термин «освещенность» используется для определения физической величины, которая обозначает освещение поверхности, возникающее в результате распределения по поверхности объекта светового потока. 
Люксметр – это прибор, который используется для измерения освещенности, созданной разными источниками освещения. Работа такого люксметра заключается в использовании фотоэлемента, который призван видоизменять в электрический ток световую энергию. 
Учеными доказано, что освещение любого помещения воздействует на зрительное восприятие и работоспособность человека, самочувствие и, в следствии, на производительность труда. Поэтому сегодня приборы для измерения освещенности люксметры повсеместно применяется для аттестации рабочих мест. В настоящее время люксметр востребован на предприятиях легкой промышленности, центрами госсанэпиднадзора, в медицинских и учебных учреждениях, и пр. 
Наши приборы для измерения освещенности рекомендованы уполномоченными министерствами и ведомствами по результатам испытаний.  
Перед применением прибора для измерения освещенности искусственного освещения необходимо проводить чистку светильников и замену всех неработающих ламп. Измерение освещенности специальными приборами может также применяться без предварительной подготовки соответствующей осветительной установки, однако эти нюансы должны быть зафиксированы при занесении результатов измерения на носитель. 
Измерение коэффициента естественной освещенности (КЕО) люксметрами проводят в помещениях, которые заранее освобождены от оборудования и мебели, также не затеняемых деревьями и озеленением, при очищенных и исправных светопрозрачных наполнениях в светопроемах. Но при применении приборов для измерения освещенности в помещениях с мебелью, с неисправными или неочищенными светопрозрачными заполнениями, или при затенении деревьями данные должны быть учтены и зафиксированы в результатах измерения. 
Освещенность необходимо измерять не меньше 1 раза в месяц, а в системах с комбинированным освещением следует измерять освещенность отдельно: от местного освещения, от ламп общего освещения и от всей системы в целом. Для проверки уровня реальной освещенности приборами для измерения освещенности человек, отвечающий за эксплуатацию осветительных установок, должен иметь люксметр с селеновым фотоэлементом.

Рис. 1. Общий вид люксметра

 

 

1.3 Люксметр Ю-117.

     

     Данная методика предназначена для производства измерения освещенности, создаваемой лампами накаливания и естественным светом, источники которого расположены произвольно относительно светоприемника люксметра Ю117.

Переносной фотоэлектрический люксметр Ю117 общепромышленного назначения применяется для контроля освещенности в промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте и других отраслях народного хозяйства, а также для исследований, проводимых в научных, конструкторских и проектных организациях.

Люксметр предназначен для эксплуатации при температуре окружающего воздуха      от минус 10°С до плюс 35°С и относительной влажности до 80% при (20±5)°С.

Область применения прибора

Предназначен для измерения освещенности, создаваемой лампами накаливания и естественным светом, источники которого расположены произвольно относительно светоприемника люксметра. 
Переносной фотоэлектрический люксметр Ю-117 общепромышленного назначения, применяется для контроля освещенности в промышленности, в сельском хозяйстве, на транспорте и других отраслях народного хозяйства, а также для исследований, проводимых в научных, конструкторских и проектных организациях.

Технические характеристики.

Люксметр Ю117 предназначен для измерения освещенности, создаваемой лампами накаливания и естественным светом, источники которого расположены произвольно относительно светоприемника люксметра. 
Переносной фотоэлектрический люксметр Ю117 общепромышленного назначения применяется для контроля освещенности в промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте и других отраслях народного хозяйства, а также для исследований, проводимых в научных, конструкторских и проектных организациях. 
Вид климатического исполнения У категории 3.1 по ГОСТ 15150-69, но для рабочих значений температуры от минус 10 до плюс 35 гр.цельсия и относительной влажности до 80% при 20 гр. цельсия.

• Технические параметры прибора:  
  Диапазон измерений люксметра от 0,1 до 100000 lx .Пределы допускаемой погрешности люксметра в основном диапазоне измерений от 2 до 100 lx без насадок соответствуют ±10% от значения измеряемой освещенности, а в диапазоне от 0,1 до 0,2 lx (без насадок) - ±30% от значения измеряемой освещенности. 
  
• Увеличение допускаемой погрешности при переходе с основного диапазона измерений на остальные диапазоны измерений, посредством установления или удаления соответствующих насадок, не превышает ± 5 от значения измеряемой освещенности.
• Диапазон измерений, лк 0,1...100000 
  
• Люксметр является восстанавливаемым изделием.  
  
• Полный средний срок службы не менее 10 лет.

 

• Принцип действия - магнитоэлектрический.

 

• Габаритные размеры: 
  измерителя люксметра – 210х125х85 
  фотоэлемента – 185х105х55 
  футляра – 300х155х135

Рабочие условия эксплуатации прибора: 
1) температура окружающего воздуха, °С от 0 до 40 
2) относительная влажность воздуха при температуре окружающего воздуха 25°С, % 65±15 
3) атмосферное давление, кПа 86-107 
4) для питания прибора используется батарея типа "Крона" ТУ 16-729.060-91. 

Устройство и работа люксметра.

Люксметр состоит из измерителя люксметра и отдельного фотоэлемента с насадками. На передней панели измерителя имеются кнопки переключателя и табличка со схемой, связывающей действие кнопок и используемых насадок с диапазонами измерений.

Прибор магнитоэлектрической системы имеет две шкалы: 0-100 и 0-30. На каждой шкале точками отмечено начало диапазона измерений: на шкале 0-100 точка находится над отметкой 20, на шкале 0-30 точка находится над отметкой 5. Прибор имеет корректор для установки стрелки в нулевое положение.

 

Рис. 3. Принципиальная электрическая схема люксметра Ю-117

 

      На боковой стенке корпуса измерителя расположена вилка для присоединения селенового фотоэлемента.

      Селеновый фотоэлемент находится в пластмассовом корпусе и присоединяется к измерителю шнуром с розеткой, обеспечивающей правильную полярность соединения. Длина шнура – 1,5м.Светочувствительная поверхность фотоэлемента составляет около 30 см2.

Для уменьшения косинусной погрешности применяется насадка на фотоэлемент, состоящая из полусферы, выполненной из белой светорассеивающей пластмассы, и непрозрачного пластмассового кольца, имеющего сложный профиль. Насадка обозначена буквой К, нанесенной на ее внутреннюю сторону. Эта насадка применяется не самостоятельно, а совместно с одной из трех других насадок, имеющих обозначение М, Р, Т.

Каждая из этих трех насадок совместно с насадкой К образует три поглотителя с общим номинальным коэффициентом ослабления 10, 100, 10000 и применяется для расширения диапазонов измерений.

Насадки К, М, Р и Т могут использоваться только в том люксметре, для которого они предназначены.

 

 

      2.Разработка методики измерения.

 

      Для подготовки к измерению необходимо установить измеритель люксметра в горизонтальное положение. Проверить, находится ли стрелка прибора на нулевом делении шкалы, для чего нужно нажать кнопку ВЫКЛ (фотоэлемент должен быть отключен). В случае необходимости с помощью корректора установите стрелку на нулевую отметку шкалы.

Перед измерением освещенности в диапазонах, где работает усилитель, то есть от 0.1 до 10 lx без насадок и от 2 до 100 lx с насадками КМ, нужно проверить напряжение батарей питания и установку нуля. Для проверки напряжения батарей питания усилителя нажать кнопку КОНТРОЛЬ ПИТАНИЯ. При этом стрелка прибора должна отклоняться на участок шкалы, отмеченный черным сектором. Если стрелка прибора не отклоняется на черный сектор, заменить батарею.

Для проверки установки нуля нужно нажать кнопку УСТАНОВКА НУЛЯ на 3-5 мин (тем самым произведя подогрев усилителя измерителя) и, при необходимости, поворотом ручки потенциометра установить стрелку измерительного прибора на нулевую отметку шкалы. Затем подключить фотоэлемент к измерителю и произвести измерения.

При измерениях не допускать длительного воздействия на фотоэлемент освещенности, превышающей конечное значение шкалы. Для того, чтобы предохранить прибор от перегрузок, начинать измерения, включив переключатель, соответствующий положению 100000 lx, а на фотоэлемент надеть насадки КТ. Если стрелка прибора отклоняется менее чем на 20 делений, заменить насадку Т на насадку Р, затем на насадку М. Применять насадку К только совместно с одной из насадок Т,Р или М.

Порядок отсчета измеряемой освещенности следующий: против нажатой кнопки определить выбранное с помощью насадок (или без насадок) наибольшее значение диапазонов измерений. Если нажата кнопка, против которой нанесены наибольшие значения диапазонов измерений: 1, 10, 100 и т. д., то следует пользоваться для отсчета показателей шкалой 0-100. Если нажата кнопка, против которой нанесены наибольшие значения диапазонов измерений: 3, 30, 300 и т. д., то следует пользоваться для отсчета показателей шкалой 0-30. Показания прибора в делениях по соответствующей шкале умножают на общий номинальный коэффициент ослабления, зависящий от применяемых насадок.

Измерения в диапазоне 0.1-0.2 lx без насадок производить по шкале 100 при нажатой кнопке диапазона измерений 0.2-1 lx.

Закончив измерения, необходимо нажать кнопку ВЫКЛ, надеть на фотоэлемент насадку Т и, отсоединив от измерителя, уложить его в крышку футляра. Если измерения производятся с перерывом более 7 дней, нужно отсоединить батареи от измерителя и держать их отдельно.

 

     3.Определение погрешности измерений.

     Пределы допускаемой погрешности люксметра в основном диапазоне измерений соответствуют ±10% от значения измеряемой освещенности, а в диапазоне от 0.1 до 0.2 lx (без насадок), расширяющем возможности измерения, - ±30% от значения измеряемой освещенности.

Увеличение  допускаемой погрешности при  переходе с основного диапазона измерений на неосновные диапазоны посредством установления или удаления соответствующих насадок, не превышает плюс или минус 5% от значения измеряемой освещенности.

Пределы допускаемой дополнительной косинусной погрешности люксметра соответствуют величинам, указанным в таблице прибора.

Допускаемое изменение показаний люксметра при переходе от измерения освещенности, создаваемой источником света с цветовой температурой 2800 К (нормированного для градуировки, испытаний и проверки), к освещенности, создаваемой источниками света с цветовой температурой 4800 или 6500 К, не превышает ±10% от значения измеряемой освещенности в диапазонах измерений с применением насадок; изменение показаний люксметра в диапазонах измерений без насадок – не нормируется.