Люксметр что это? его виды, устройство, характеристики и выбор

Устройство и принцип работы

Основным рабочим узлом является фотоэлемент полупроводникового типа. За счет его энергия от световых квантов передается электронам. Образованный таким образом электрический поток может преобразовываться двумя способами.

В аналоговых приборах за счет гальванометра, который вызывает движение стрелки, это позволяет снять показания. В цифровом оборудовании использован оптико-электронный конвертер. Он оцифровывает данные и выводит их на дисплей.

Аналоговые варианты сейчас используются редко.

По сути, конструкция всегда состоит из датчика и преобразователя. Все измерения осуществляются в люксах. Диапазон широкий – от десятых долей до сотен тысяч Лк.

Материал

Чаще всего корпус изготавливается из ударопрочного пластика. Его качество зависит от сырья и стоимости прибора, в дорогих моделях материал долговечный, все элементы точно подогнаны друг к другу.

Также нередко на корпусе установлены прорезиненные накладки, которые делают хват удобнее и исключают выскальзывание прибора из рук. Как правило, эргономика тщательно продумывается для обеспечения наибольшего комфорта.

В вариантах с раздельной компоновкой фотодатчик находится в отдельном корпусе, который защищает его от ударов. Элементы соединены витым проводом в износостойкой изоляции.

Вес и размеры

Обычно масса оборудования не превышает 500 г. Самые компактные варианты весят чуть больше 100 г, что упрощает хранение и переноску и обеспечивает удобство пользования.

Что касается размеров, они меняются в широких пределах. Высота обычно составляет от 8 до 20 см, в то время как ширина может быть от 5 до 8 см при толщине 2-4 см. В раздельных компоновках надо учесть и фотоэлемент, который обычно имеет небольшие размеры.

Компактный вариант легко уместится в кармане.

Точность, погрешность и поверка

Первичную поверку всего внесенного в Государственный реестр средств измерения оборудования производят после его ремонта или при вводе в эксплуатацию нового изделия. Это общий порядок, актуальный для приборов, показания которых используются в рамках официальных проверок. Люксометры, применяемые для личных нужд, проверять необязательно.

Дальнейшие поверки производятся с периодичностью не реже 1 раза в год. Проверяются показатели погрешностей, чтобы определить точность. При необходимости делается калибровка фотоэлемента, чаще всего требуется спектральная коррекция фотодатчика.

ГОСТ 8.023-2014 дает всю информацию по проверке люксметров. Там есть необходимая информация, а также условия поверки.

Варианты для замеров в промышленности обязательно проходят поверку.

Виды люксметров и их цена

Люксметры могут применятся по назначению как снаружи, так и внутри помещений.

Конструктивно они делятся на:

• Моноблоки – датчик закреплен непосредственно на его корпусе. Такой вариант удобен при проведении быстрых измерений, имеет меньший вес, однако, для работы в малодоступных местах непригоден. Некоторые модели имеют съемный датчик, что расширяет их функционал.

• С выносным датчиком – более удобный вариант для замеров в тех местах, куда трудно подобраться. Чувствительный датчик подключается к основному модулю гибким проводом, что позволяет без труда замерять показатели с любых направлений. Подобные люксметры предпочтительны при оценке условий труда.

В зависимости от типа индикатора приборы бывают:

• Цифровые. Результаты измерений выводятся в электронном виде на дисплей прибора. Такие люксметры удобны в эксплуатации, имеют относительно высокую точность.

• Стрелочные – аналоговый индикатор имеет стрелку и шкалу, градация которой выполнена в люксах. Точность показателей замеров, по сравнению с предыдущим вариантом, значительно ниже.

Люксметр может иметь расширенную функциональность, по своим характеристикам прибор бывает:

• Бытовой. Дешевые модели отображают исключительно освещенность, их используют для быстрых замеров, не требующих высокой точности. Более дорогостоящие варианты способны самостоятельно высчитывать среднее значение освещенности на основе нескольких замеров. В конструкции предусматривается внутренняя память, интерфейс для подключения прибора к персональному компьютеру или ноутбуку. Минимальная цена за прибор – 1500 руб.

• Профессиональный – комплектуется светофильтрами, спектральная чувствительность фотодатчика, которых практически аналогична человеческому глазу. Они позволяют эффективнее проводить замеры свойств световых потоков разнообразных цветовых оттенков. Уличные модели в дополнение оснащаются специальными поглощающими фильтрами, расширяющими измерительный интервал при ярком освещении. Погрешность измерений составляет около 1%. Стоимость профессиональных моделей начинается с отметки 10 тыс. рублей.

Зачастую профессиональные люксметры оснащаются дополнительным оборудованием, позволяющим измерять другие характеристики светового потока:

• Люксметр-яркомер. Кроме выполнения функций непосредственно люксметра, предназначен для измерения яркости светящихся объектов. Качественный прибор обойдется в 10 и более тыс. рублей.

• Люксметр-пульсметр. Этот прибор, кроме измерения освещенности, способен определять коэффициент пульсации (мерцания) компьютерных мониторов, экранов планшетов, телефонов, других устройств. Люксметры с измерением пульсаций помогут выбрать, например, лампу с наиболее безопасными для человеческого глаза показателями мерцания. Минимальная стоимость – 4,5 тыс. рублей.

• Универсальные измерительные приборы, выполняющие одновременно функции люксметра, яркомера и пульсметра. Стоимость хороших моделей с поверкой начинается от 15 тыс. рублей.

Цена люксметров сильно зависит от рабочих диапазонов.

Читать также: Как закрепить провод на стене без сверления

По этой причине более качественные целевые приборы с узким измерительным диапазоном обойдутся дороже китайских аналогов “на все случаи жизни”.

В качестве альтернативы люксметру могут послужить специальные приложения, устанавливаемые на iOS или андроид.

Однако множество проводимых тестов дают одинаковые результаты: люксметр в смартфоне не способен заменить полноценный прибор, так как имеет большую погрешность, величина которой зависит от модели телефона.

Устройство и характеристики

Основной элемент люксметра – полупроводниковый фотоэлемент, передающий энергию световых квантов электронам.

Образующийся электрический поток, в зависимости от типа прибора, либо преобразуется гальванометром, провоцируя движение стрелки указателя, либо трансформируется оптико-электронным конвертером в цифровой вид с последующим отображением результата на дисплее.

Иными словами, классический люксметр состоит из преобразователя и фотодатчика, которые могут быть выполнены моноблоком или раздельными модулями, соединенными проводом.

Уровень освещенности измеряется в люксах, а шкала излучения имеет диапазон от десятой части до нескольких сотен тысяч.

При этом 1 люкс соответствует освещенности в 1 люмен на площади в 1 квадратный метр.

Соответственно единица измерения люксметра – люксы, а люмены указывают на интенсивность светового потока.

Материал

Корпус портативного прибора изготавливается из долговечного и надежного пластикового материала.

Для удобства удержания некоторые модели имеют прорезиненные накладки.

В случае раздельной компоновки, фотодатчики также скрыты пластиковым корпусом.

Размеры и вес

Вес большинства портативных люксметров составляет 0,1 – 0,5 кг, в зависимости от размеров аккумуляторной батареи.

Ориентировочные размеры приборов:

• высота: 80 – 200 мм (зависит от компоновки);
• ширина: 50 – 80 мм.

Точность, погрешность и поверка

Государственная поверочная схема для люксметров в полной мере описана в ГОСТ 8.023-2014.

Первичная поверка внесенных в Госреестр СИ РФ приборов осуществляется после их ремонта, либо непосредственно до ввода в эксплуатацию.

Периодическая поверка в большинстве случаев выполняется раз в год.

Включает в себя проверку точности и всех погрешностей устройства.

Калибровка, кроме прочего, подразумевает спектральную коррекцию его фотодатчика.

Где применяется люксметр

Греческое слово «люкс» означает свет, поэтому прибор, измеряющий освещенность, называется люксметром. Данное измерительное устройство используется как во внутреннем пространстве помещений, так и на открытом воздухе. Для чего же нужен этот прибор и зачем вообще производить замеры освещенности?

Учеными давно доказано, что действие слабого или наоборот чересчур сильного света, негативно влияет на головной мозг, вызывая негативную реакцию и других органов

Недостаточное освещение в помещениях приводит к снижению работоспособности, появляется сонливость, внимание рассеивается. Слишком яркое освещение возбуждающе действует на нервную систему

На производстве, да и в быту такое состояние организма нередко становится причиной бытового травматизма и несчастных случаев.

В связи с этим, среди многих мероприятий по охране труда важную роль играет проверка освещенности рабочих мест. Существует специальный ГОСТ Р 55710-2013, определяющий нормативы для разных типов производственных и других помещений в люксах (лк). Например, показатель освещенности для офисов составляет в среднем 200-300 лк.

Люксметры широко используются и в других областях. С их помощью измеряется, контролируется и поддерживается необходимый уровень освещенности для растений, которые выращиваются в тепличных условиях. Дело в том что степень яркости света оказывает непосредственное влияние на фотосинтез, посредством которого осуществляется выработка растениями питательных веществ из углерода воздуха. На правильный рост и развитие культур оказывают влияние освещенность и температурный режим. Для большинства растений наиболее оптимальными условиями считается умеренное освещение.

Назначение и принцип действия люксметра

Главное назначение прибора – произведение замеров уровня освещенности в требуемой точке пространства.

Там, где используется люксметр, можно без труда производить корректировку этого показателя, который зависит от:

• количества источников света, включая искусственные и естественные;
• светового давления каждого из источников;
• расстояния между точкой измерения и источником света;
• отражающей способности находящихся поблизости поверхностей.

Прибор активно применяться в следующих случаях:

• Для контроля санитарных норм освещения жилых помещений.
• Для измерения уровня освещения рабочих мест, что позволяет поддерживать комфортные условия труда и гигиены работников.
• Для контроля освещенности помещений на производственных участках, в школах, библиотеках, медицинских заведениях, музеях и др.
• Для подбора яркости ламп в оранжереях, тепличных хозяйствах, где выполняется разведение и содержание растений.
• Для определения съемочной экспозиции при фотографировании.
• Для настройки яркости сигнальных огней, световой рекламы.
• В составе пульсметр-яркомеров – для измерения степени пульсации изображения мониторов и освещенности в целом, вызванной мерцанием светодиодов, люминесцентных и энергосберегающих ламп.
• Для проверки соответствия фактической освещенности расчетному уровню при монтаже осветительных систем.

При работе прибора световой поток определенного спектра преобразовывается в электрический ток с соответствующими интенсивности первого характеристиками.

Результаты выводятся на экран устройства.

С учетом того, как работает люксметр, имеет смысл использовать модели, позволяющие выбирать рабочий режим под конкретный световой спектр.

Принцип работы устройства:

• Электроны фотоэлемента, изготовленного из полупроводника, активизируются под действием света. Чем ярче световой поток, тем активнее высвобождаются электроны.

• Пропускная способность фотоэлемента изменяется, что регистрирует электроника прибора, которая, после обработки процессором, отображается на экране.

• Измеритель освещенности в работе выдает результаты, корректность которых зависит от правильности ориентирования датчика относительно светового потока.

Виды люксметров

В первую очередь, данный прибор для измерения освещенности можно классифицировать по конструкционным особенностям. Данные устройства бывают с выносным или встроенным датчиком, который так же может называться моноблоком.

Первый вариант удобно использовать в труднодоступных местах, поскольку подключение к датчику осуществляется при помощи провода. В моноблоке такой датчик закреплен на корпусе, что не дает возможности провести замеры в местах с ограниченным доступом, но подходит для получения быстрых результатов. Так же такой вариант люксометров может иметь съемный датчик, благодаря этому увеличиваются возможности измерений.

Механизм или цифра

Как говорилось выше, индикаторы у приборов могут быть механическими или цифровыми. По точности устройства с индикатором в виде стрелки уступают цифровым приборам. Еще механические более габаритные устройства, хотя и пользоваться ими вполне удобно.

Функционал

Люксметры можно классифицировать по их функционалу. Самыми простыми и бюджетными вариантами считаются бытовые устройства. Они могут измерять только уровень освещенности, их показатели не отличаются высокой точностью, но замер происходит довольно быстро. Есть сть более дорогостоящий вариант бытовых устройств. Они имеют внутреннюю память, а выдаваемый результат является средним показателем нескольких измерений.

Для получения точных результатов используются профессиональные модели. Главным их отличием от бытовых люксметров является наличие светофильтров. Данные светофильтры способны приблизить чувствительность датчика к чувствительности глаза человека. Благодаря этому улучшается показатель замера освещенности, а так же различных оттенков. Если такой прибор устанавливается на улице, то в дополнении он имеет поглощающий фильтр. Погрешность таких моделей составляет около 1%. Профессиональные модели могут иметь в своей конструкции дополнительные датчики, с помощью которых можно проводить измерения яркости светящихся объектов или предметов.

Бывает люксметр-пульсометр. Кроме своей основной функции, он способен измерять коэффициент мерцания различных устройств. Например, экранов телевизоров, смартфоном или мониторов. Но есть и универсальный прибор, способный определить уровень освещенности, яркости и мерцания. Такой вариант будет иметь наиболее высокую стоимость среди всех вариантов люксметров.

Люксметр. Какой люксметр купить. Как пользоваться люксметром

Иногда необходимо контролировать освещение и держать его на определенном уровне. Для этого нужен люксметр. Давайте разбираться.

ТОП-3 бренда люксметров

Компания начала свою деятельность более 25 лет назад и за это время стала одним из лучших китайских производителей. Насчитывается 90 стран и регионов, в которые поставляется продукция предприятия CEM.

Российская торговая марка представляет около 400 моделей измерительных приборов, каждый из которых тестируется на соответствие ГОСТ. Компания имеет немало достижений, одним из которых стало награждение дипломом от Росстандарта.

1. RADEX Производителем довольны тысячи пользователей не только из России. Ребята из Радэкса изготавливают удобные и простые приборы как для домашнего пользования, так и для профессионального назначения. Любое устройство под брендом «RADEX» соответствует заявленным характеристикам и международным стандартам качества.

Какой люксметр лучше купить?

Люксметрами пользуются и профессионалы, и любители, поэтому для каждого класса производители сделали определенные измерители. Ниже представлены качественные варианты каждого класса.

Профессиональные

Прибор подходит для замеров уровня света в условиях закрытого помещения. За счет внушительного диапазона измерения до 99999 люкс, выводящемся на цифровом дисплее, устройство может определять практически любую степень освещенности.

Люксметр американской сборки оснащен выносным датчиком и небольшими габаритами, с помощью которых эксплуатация аппарата проходит быстро и легко. Диапазон измерений начинается от 200 и заканчивается 200000 люкс.

Аппарат работает даже в холоде -10 и функционирует при 50 градусах тепла. LM-120 не поверен и не внесен в госреестр, однако его характеристики позволяют забыть об этой мелочи. Напряжение питания: 9 В, диапазон измерений: 200-200000 люкс.

Полупрофессиональные

Многофункциональный прибор весит всего лишь 50 граммов, что обеспечивает легкость и комфортность эксплуатации. Также аппарат оснащен цифровым экраном с индикатором батареи и минимумом кнопок управления.

Параметры замеров ясно и четко отображаются на небольшом дисплее. На поверхности измерителя находится специальная рукоять, которая задает диапазон измерений (от 200 до 50 000).

Китайский производитель представляет многофункциональный вариант измерителя. В его способности входит фиксация текущего измеренного значения, быстрое нарастание и спад, запоминание минимального и максимального итогов измерений и многие другие функции.

Бытовые

Люксметр российского бренда оснащен жидкокристаллическим экраном для визуального контроля итогов измерений и выносным датчиком, который позволяет замерять освещение в любом положении, удобном пользователю.

Устройство входит в состав новой серии приборов для измерения параметров окружающей среды. Линейка изготовлена в абсолютно новом стильном дизайне и помещена в мини-корпус. DT92 можно подключить к смартфону через блютуз и переносить данные измерений.

Как проводить замеры освещенности в помещении?

Алгоритм замера:

1. Располагаем прибор или выносной датчик на поверхность, на которую падает измеряемый свет. Кладем люксметр так, чтобы плоскость фотодатчика лежала параллельно измеряемой поверхности.
2. Снимаем итоги расчета, измеряемые в люксах, с экрана или со шкалы стрелочного прибора.
3. Рассчитываем необходимые параметры и оцениваем уровень освещенности.
4. Сравнивая результаты замера с нормами, делаем вывод о качестве освещения.
5. Оптимальный уровень освещения можно узнать из СНиП 23-05-95* — строительных норм и правил.

Не стоит забывать, что натуральный и искусственный свет не измеряются вместе — только по отдельности. Также для того, чтобы избежать ошибок, не проводите расчет, если на освещаемую поверхность падает тень.

Когда нужно измерять степень освещенности внутри помещений?

Уровень света измеряют перед началом пользования освещением, например, при замене проводки или отдельных светильников. Также проводить замеры необходимо, если функционал измеряемого помещения меняется: учебный класс становится подвалом. Утрирую, конечно, но суть понятна. Эти правила относятся ко всем видам помещений: участкам, отдельным рабочим местам, коридорам и так далее.

Нормы освещенности

Расчет освещения методом коэффициента использования

Какой автомат нужен для освещения

Популярные модели

Стандартные

МЕГЕОН 21550.

МЕГЕОН 21550

Модель изготовлена в виде моноблока. Люксметр компактный, замер проводится одной рукой. Дисплей оснащен подсветкой, интерфейс простой и понятный. Автоматически находит нужный диапазон измерений. Работает при температурах от 0 до 40⁰С. Есть функция автоматического выключения. Не внесен в госреестр средств измерений.

Диапазон измерений: 0- 200000 лк.

Погрешность: 3% для измерений до 10000 лк; 4% свыше 10000 лк.

Габаритные размеры: 53×37×165 мм.

Вес: 145 г.

Цена: от 2200 рублей.

МЕГЕОН 21010.

МЕГЕОН 21010

Модель с выносным датчиком и специальной интегральной схемой, которая обеспечивает высокую точность измерений и минимальную погрешность. Работает при температурах от 0 до 40⁰С. Не внесен в госреестр средств измерений.

Диапазон измерений: 0 — 50000 лк.

Погрешность: 5%.

Габаритные размеры: 68×28×116 мм.

Вес: 170 г.

Цена: от 3300 рублей.

СЕМ DT-1300 481639.

СЕМ DT-1300 481639

Простая, легкая, удобная модель с выносным датчиком. Удобный дисплей. Не внесен в госреестр средств измерений. Нет подсветки дисплея. Диапазон измерений задается ручкой.

Диапазон измерений: 0 — 50000 лк.

Погрешность: 5% для измерений до 10000 лк; 10% свыше 10000 лк.

 Габаритные размеры: 64,5×24,5×188 мм.

Вес: 160 г.

Цена: от 2700 рублей.

Профессиональные

Testo 540.

Testo 540

Модель изготовлена в виде моноблока. Сенсор оснащен особым спектральным чувствительным глазом для высокой точности измерений. Подходит для измерений в закрытых пространствах. Внесен в госреестр средств измерений. Работает при температурах от 0 до 50⁰С. Удобный дисплей, понятный интерфейс, встроенная память.

Диапазон измерений: 0 — 99999 лк.

Погрешность: 3%.

 Габаритные размеры: 46×25×113 мм.

Вес: 160 г.

Цена: от 11500 рублей.

СЕМ DT-8809A 481929.

СЕМ DT-8809A 481929

Модель с выносным датчиком. Удобный дисплей. Длинный кабель – 150 см. Автоматическое выключение. Подключение к компьютеру через USB, встроенная память.  Для нестандартных источников света не нужны дополнительные вычисления. Автоматическая коррекция при косых лучах света. Не внесен в госреестр. 

Диапазон измерений: 0 — 400000 лк.

Погрешность: 3,5% для измерений до 10000 лк; 4% свыше 10000 лк.

 Габаритные размеры: 80×40×170 мм.

Вес: 390 г.

Цена: от 10000 рублей.

Radex LUPIN.

Radex LUPIN

Моноблок, можно носить с собой на ремешке. Легкий, компактный. Встроенная дополнительная функция пульсметра. Простой интерфейс. Особый датчик с коррекцией под спектральную чувствительность глаза и специальными фильтрами. Аккумулятор встроенный. В госреестр не внесен. Диапазон рабочих температур: -10⁰С + 40⁰С.

Диапазон измерений: освещенность 10 — 200000 лк; яркость 3-70000 кд/м2; коэффициент пульсации 1-100%.

Погрешность всех измерений: 10%.

 Габаритные размеры: 42×17×101 мм.

Вес: 50 г.

Цена: от 5000 рублей.

Немного теории

В интернете наблюдается большая путаница в научно-технических терминах, касающихся области светотехники. Один и тот же прибор называют по-разному. Рассматриваемое устройство — люксметр, например, иногда выдают за измеритель светового потока, хотя это не так.

Световой поток — это характеристика осветительного элемента, и говорить об этой величине можно только относительно конкретного источника освещения (лампы накаливания, газоразрядного элемента, светодиода и т. д.). Единицей этой характеристики в системе СИ является люмен (лм). Это сила света в 1 канделу (кд) в телесном угле 1 стерадиан (ср).

Измеряют этот параметр с помощью фотометрического шара (сферического интегратора) диаметром 1 или 2 метра, либо настольными интегрирующими сферами размером от 10 см до полуметра. Все эти приборы, естественно, не для бытового применения, поскольку цена даже небольшого отечественного прибора ТКА-КК1 для контроля светодиодов составляет 35 000 рублей.

Поток света, действующий на единицу площади, выражается освещённостью. Единица этой характеристики — люкс (лк) — результат освещения поверхности в 1 м² потоком, равным 1 люмену. Понятие «освещённость» относится не к источнику освещения, а к окружающей среде. Световой поток есть величина постоянная для каждого источника, в то время как освещённость в каждой точке помещения зависит от нескольких факторов:

• количества источников, находящихся рядом с местом измерения;
• светового давления каждого из них;
• расстояния до источников;
• отражающей способности предметов обстановки.

Виды приборов

Оборудование делится на несколько групп в зависимости от конструктивных особенностей и компоновки основных модулей. Все варианты обеспечивают необходимую точность измерений и подбираются под определенные условия использования.

По типу табло

Тут есть две основные разновидности:

1. Аналоговые варианты имеют табло в виде шкалы со стрелкой. Они отличаются простотой, невысокой ценой и надежностью. Обычно такие приборы работают много лет, но при этом не отличаются высокой точностью.
2. Цифровые люксометры на порядок сложнее и дороже. Но при этом могут измерять показания вплоть до десятых долей люксов. Этот вариант применяется чаще всего.

По расположению фотоэлемента

По этому признаку также выделяют два вида приборов:

1. Моноблоки. В них фотоэлемент встроен в корпус оборудования. Обычно они имеют небольшие размеры и хорошо подходят тем, кто делает много замеров. Чаще конструкция имеет удлиненную форму, линза расположена в верхней части, а табло и элементы управления под ней.
2. Модели с выносным индикатором представляют собой корпус и фотоэлемент на гибком кабеле длиной около полуметра. Они удобны для замеров в труднодоступных местах, несложно разместить фотоэлемент даже в ограниченном пространстве.

Выносной индикатор обеспечивает простоту измерений в любом месте.

Есть моноблоки, в которых при необходимости можно отсоединить датчик и использовать его как выносной.

По функционалу

Приборы отличаются по техническим возможностям и делятся на три группы:

1. Стандартные. Самые простые и дешевые, работают быстро, измеряют только уровень освещенности. Погрешность измерений может быть достаточно большой.
2. Полупрофессиональные. Точность на порядок выше. Кроме освещенности могут проверять пульсацию света, его яркость и некоторые другие параметры. Часто используются на предприятиях.
3. Профессиональные, дорогие и точные. В них встроен процессор, который самостоятельно рассчитывает множество параметров, вычисляет среднюю освещенность. За счет памяти результаты сохраняются. Самые продвинутые модели в реальном времени передают данные на компьютер по беспроводной сети. Дополнительные светофильтры позволяют добиться высокой точности результатов.

Профессиональное оборудование отличается высочайшей точностью.

По другим параметрам

Можно выделить еще несколько особенностей, по которым различают люксметры:

1. Материал корпуса. Чаще всего это пластик с рельефной поверхностью или же эргономичный вариант, он хорошо ложится в руку. Во многих использована резиновая накладка для улучшения хвата и защиты от падений.
2. Тип питания. Обычно в приборах устанавливают встроенный аккумулятор, который заряжается устройством, идущим в комплекте. Более простые модели работают от батареек, их нужно время от времени заменять.
3. Размер и вес. Бытовые варианты небольшие и весят немного, имеют компактные размеры. Более продвинутые модели на порядок больше, но и они редко весят более 500 г.