лаб_5

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5
ИЗМЕРЕНИЕ СВЕТОТЕХНИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
1. ОСНОВНЫЕ СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
Свет – это видимое электромагнитное излучение в диапазоне длин волн
380–760 нм, которое, попадая на сетчатку глаза, вызывает зрительное
ощущение.
Освещение
производственных
помещений
характеризуется
количественными и качественными показателями.
Количественные светотехнические показатели.
Световой поток F характеризует мощность светового излучения.
Единица измерения – люмен (лм). Измерение основано на зрительном
восприятии.
Сила света – световой поток dF, распространяющийся внутри телесного
угла dΩ: I = dF/ dΩ. Единица измерения – кандела (кд).
Яркость L – отношение силы света dI, излучаемого в рассматриваемом
направлении, к площади освещенной поверхности dS: L = dI /(dS cos α), где α
– угол между нормалью к элементу поверхности dS и направлением, для
которого рассчитывается яркость. Единица измерения – кандела на
квадратный метр (кд/м2).
Освещенность E – отношение светового потока dF, падающего на
элемент поверхности, к площади этого элемента dS: E = dF /dS. Единица
измерения – люкс (лк).
Качественные величины.
Фон – поверхность, непосредственно прилегающая к объекту
различения. Фон характеризуется коэффициентом отражения R и считается
светлым при R > 0,4; средним при R = 0,2–0,4 и темным, если R < 0,2.
Контраст объекта различения с фоном К = (L0 – Lф)/ Lф, где L0 и Lф –
соответственно яркости объекта и фона. Контраст считается большим при
K>0,5, средним при К = 0,2–0,5 и малым при К<0,2.
Видимость V = K / Kпор, где К – контраст между объектом и фоном; Кпор –
пороговый контраст, т. е. такой контраст, при котором объект едва различим
на фоне.
Коэффициент пульсации Кп – оценка относительной глубины
колебаний освещенности в результате изменения во времени светового
потока источника света при питании его переменным током
Kп = (Emax – Emin)·100/2 Ecp,
где Emax, Emin, Ecp – соответственно максимальное, минимальное и среднее
значения освещенности за период ее колебаний.
Показатель ослепленности P = (V1/V2 – 1)·1000, где V1, V2
соответственно видимость при экранировании и при наличии блеских
источников в поле зрения.
1
2. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СВЕТОТЕХНИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
Пульсметр-люксмер "ТКА-ПК" предназначен для измерения
освещенности, создаваемой естественным светом и различными источниками
искусственного освещения в диапазоне от 1 до 200 000 лк в спектральном
диапазоне от 0,38 до 0,80 мкм и коэффициента пульсации излучения
искусственного освещения. При этом источники освещения могут быть
расположены произвольно относительно измерительной головки люксметра.
Условия эксплуатации изделия:
– температура окружающей среды, °С, 20±15;
– относительная влажность, %, не более 90;
– атмосферное давление, кПа, 96-104.
Принцип работы прибора основан на преобразовании светового потока,
создаваемого протяженными объектами, в непрерывный электрический
сигнал, пропорциональный освещенности, который затем преобразуется
аналого-цифровым преобразователем в цифровой код, индицируемый на
цифровом табло индикаторного блока.
В измерительной головке установлен первичный преобразователь
излучения – полупроводниковый кремниевый фотодиод с системой
светофильтров,
формирующих
спектральную
чувствительность,
соответствующую кривой видности.
Показания индицируются в единицах люкс. Показания коэффициента
пульсации индицируются в процентах.
Порядок работы. Установить измерительную головку прибора в месте,
где необходимо измерить освещенность и коэффициент пульсации.
Индикаторный блок можно разместить в месте, удобном для снятия
показаний с индикаторного табло.
Включить прибор. Для этого переключатель установить в положение
«on». При этом в левой части на цифровом табло индицируется значение
освещенности в люксах
или в килолюксах, в правой части табло
индицируется значение коэффициента пульсации (К) в процентах.
Значения освещенности меньше 200 лк индицируются с десятыми
долями. Значение освещенности больше 3 000 лк индицируется в клк
(например, показание 30.12 соответствует 30,12 клк).
Если в центре табло загорается индикатор разряда батареи «П»
(питание), необходимо сменить элемент питания.
При измерении коэффициента пульсации необходимо убедиться, что
освещенность, создаваемая исследуемым источником излучения, находится
в пределах от 10 до 20 000 лк.
3. ИЗМЕРЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СВЕТОВОЙ СРЕДЫ
Измерение искусственного освещения производится на установке,
состоящей из корпуса, в котором расположены модели помещений с
различной окраской стен и потолка. На корпусе смонтирован источник света.
2
Прорезь-паз у дна корпуса служит для установки в нем фотоэлемента
люксметра при измерении освещенности. Для моделирования светильников
отраженного, рассеянного и прямого света имеются две вставки. Вставка
светильника отраженного света выполнена из непрозрачного материала, и
лучи света попадают в расчетную точку, отражаясь от потолка и стен.
Вставка светильника рассеянного света выполнена из полупрозрачного
материала. Для монтажа этих двух вставок в моделях помещений имеются
пазы. Если вставки отсутствуют, то считается, что установлен светильник
прямого света.
4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Ознакомиться с устройством люксметра «Аргус-07».
2. Установить модель комнаты с синей окраской.
3. Вставить в гнездо на потолке модели помещения под источником света
непрозрачную вставку светильника отраженного света.
4. Определить освещенность в модели.
5. Вставить в гнездо на потолке модели помещения под источником света
непрозрачную вставку светильника отраженного света.
6. Заменить под лампой вставку светильника отраженного света на
полупрозрачную вставку светильника рассеянного света. Произвести
измерение освещенности.
7. Измерить освещенность без вставок, т. е. от светильника прямого света.
8. Установить поочередно модели комнаты с другими окрасками и
повторить измерения освещенности со всеми светильниками (отраженного,
рассеянного и прямого света).
9. Рассчитать для всех случаев коэффициент использования светового
потока осветительной установки:
η = ES/F
где E – измеренная освещенность, лк; S = 0,3 м2 – площадь помещения; F –
световой поток лампы, лм, который принимаем равным 210 лм.
Результаты занести в табл. 4.1.
Таблица 4.1
Определение коэффициента использования осветительной установки
Модель
помещения
С синей
окраской
……………….
Тип светильника
Освещенность
Е, лк
Коэффициент
использования, η
Отраженного света
Рассеянного света
Прямого света
Отраженного света
Рассеянного света
Прямого света
3
5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Перечислите количественные и качественные светотехнические
величины.
2. Какой контраст считается малым? большим?
3. В каком спектральном диапазоне работает пульсметр-люксметр «Аргус07»?
4. В каких единицах измеряется освещенность?
5. В каких пределах должна находиться освещенность при измерении
коэффициента пульсации?
6. Каким прибором измеряют яркость объектов?
7. Для каких источников электрического света (ламп накаливания или
газоразрядных ламп) коэффициент пульсации больше?
4