2. Экспериментальная часть
2.1. Устройство приборов для измерения освещенности и
порядок их применения
Для контроля и измерения освещенности и коэффициента пульсации освещенности применяется люксметр типа «Люксметр-пульсаметр БЖ 1/1м»
9
(рис. 2), при необходимости измерения незначительной освещенности с большой точностью – люксметр-пульсаметр типов ARGUS,ARGUS-07 (рис. 3).
Принцип действия этих люксметров-пульсаметров основан на явлении фотоэлектрического эффекта (преобразование световой энергии в электричес-кую), возникающего при попадании света на поверхность фотоэлемента, включенного в замкнутую цепь с электрическим прибором.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Рис. 2. Внешний вид люксметра-пульсаметра «БЖ 1/1м»
Люксметр-пульсаметр «БЖ 1/1м»предназначен для измерения освещенности, создаваемой естественным светом и искусственными источниками, расположенными произвольно относительно светоприемника люксметра, и, кроме того, этот прибор позволяет оценивать качество освещения (определять коэффициент пульсации освещенности), создаваемого лампами накаливания и газоразрядными лампами различных типов. Люксметр-пульсаметр «БЖ 1/1м» выполнен в настольном исполнении и состоит из двух частей (см. рис. 2): бло-ка 1 измерителя и фотоэлемента 2. Конструктивно фотоэлемент 2 выполнен в виде разборного корпуса, внутри которого расположен светочувствительный
10
элемент. Сверху на фотоэлемент могут надеваться насадки 3, осуществляющие ослабление светового потока в 10, 100 и 1000 раз.
Фотоэлемент 2 соединен с блоком 1 измерителя с помощью кабеля. Блок 1 измерителя имеет корпус коробчатого типа, состоящий из двух частей: верхней, на которой закреплена панель с измерительной головкой 4, кнопками 5 (для выбора режима работы) и 6 (для выбора диапазона измерения), и нижней, которая является дном прибора. Под панелью расположена печатная плата с элементами схемы обработки данных.
На боковой стенке блока 1 измерителя расположен разъем 7 для подключения фотоэлемента 2, а на задней размещены держатель 8 сетевого предохранителя и сетевой шнур с вилкой 9. На лицевой поверхности блока 1 находится сетевой выключатель 10.
Люксметр-пульсаметр «БЖ 1/1м» имеет две градуированные в люксах шкалы: одна состоит из 30 делений, вторая – из 100. На каждой шкале точкой отмечено начало измерений: на шкале «0 – 30» точка расположена над отметкой «5», на шкале «0 – 100» – над отметкой «20». Насадка 3 из белой пластмассы, обозначенная на внутренней стороне буквой К, применяется для уменьшения косинусной погрешности, однако эта насадка применяется не самостоятельно, а совместно с одной из трех других насадок, имеющих обозначение М, Р, Т (для расширения диапазона измерения). Без насадок люксметром можно измерить освещенность в диапазонах 5 – 30 и 20 – 100 лк. Применяя одновременно насадки КМ, КР или КТ, получают светофильтры с коэффициентом ослабления света, равным 10, 100, 1000 соответственно. Диапазоны измерения освещенности приведены в табл. 1.
При эксплуатации прибора следует соблюдать «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей» и «Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей», нельзя разбирать люксметр, ремонтировать его должен только специалист. Люксметр необходимо оберегать от ударов и сотрясений, а с фотоэлементами и насадками следует обращаться, как с оптическими приборами.
11
Т а б л и ц а 1
Диапазоны измерения освещенности
|
Условное обозначение одновременно применяемых двух насадок на фотоэлементе |
Коэффициент пересчета шкалы |
Диапазон измерения освещенности, лк |
|
Без насадок с открытым фотоэлементом КМ КР КТ |
1 10 100 1000 |
5 – 30, 20 – 100 50 – 300, 200 – 1000 500 – 3000, 2000 – 10000 5000 – 30000, 20000 – 100000 |
При подготовке к измерению освещенности измеритель люксметра «БЖ 1/1м» устанавливают в горизонтальное положение. Проверяют, находится ли стрелка прибора на нулевом делении шкалы, для чего фотоэлемент отсоединяют от измерителя люксметра. В случае необходимости с помощью корректора стрелочного указателя устанавливают стрелку прибора на нулевую отметку шкалы (выполняют под наблюдением преподавателя или лаборанта).
С целью предохранения селенового фотоэлемента от чрезмерной освещенности начинают измерение с последовательного установления насадок КТ, КР и КМ. При каждой насадке устанавливают переключатель диапазона измерений 6 в положение «30», затем – в положение «100». Если при подготовке к измерению освещенности с насадкой КМ стрелка не доходит до деления 5 по шкале «0 – 30», то измерения производят без насадок, т. е. открытым фотоэлементом.
П р и м е р с н я т и я с п р и б о р а з н а ч е н и я измеряемой освещенности. На фотоэлементе установлены насадки К и М, переключатель диапазона измерений 6 установлен в положение «100», стрелка на шкале «0 – 100» находится над делением 22. В этом случае измеряемая освещенность будет равна 220 лк (22·10).
Измерение пульсации светового потока происходит аналогично измерению освещенности, с той лишь разницей, что при подготовке к измерению освещенности переключатель «Измеряемая величина» 5 устанавливают в положение «Е», лк, а при подготовке к измерениям пульсации светового потока – в положение «Кп», %. При измерении пульсации светового потока насадки на фотоэлемент 2, ослабляющие световой поток, не применяются.
12
По окончании измерений отсоединяют фотоэлемент от измерителя люксметра, надевают на фотоэлемент насадку Т, укладывают фотоэлемент в крышку футляра.
1
2
3
4
Люксметр-пульсаметр
«Аргус-07»(рис. 3) состоит из индикаторного блока 2, в верхней части которого располагается цифровое индикаторное таб-ло 3. В нижней части индикаторного блока с помощью неразъемного соединения подключена измерительная головка 4.
П
Рис. 3. Внешний вид
люксметра-пульсаметра «Аргус-07»
В измерительной головке установлен первичный преобразователь излучения – полупроводниковый кремниевый фотодиод с системой светофильтров, формирующих спектральную чувствительность, соответствующую кривой видимости. Показания освещенности индицируются в левой части индикаторного табло в люксах, а показания коэффициента пульсации – в правой части в процентах.
При подготовке люксметра «Аргус-07» к измерениям устанавливают измерительную головку прибора в месте, где необходимо измерить освещенность и коэффициент пульсации. Индикаторный блок размещают в месте, удобном для снятия показаний с индикаторного табло. Включают прибор, для этого переключатель 1 устанавливают в положение «оn», при этом в левой части цифрового табло индицируется значение освещенности в люксах (Lx) или ки-
13
лолюксах (кLx), в правой части – значение коэффициента пульсации К в процентах.
Значение освещенности меньше 200 лк индицируется с десятыми долями процента (например, показание 150.1 соответствует 150,1 лк), больше 3000 лк –в килолюксах (например, показание 30.12 соответствует 30,12 клк). Если в центре табло загорается индикатор разряда батареи «П» (питание), то необходимо сменить элемент питания.
При измерении коэффициента пульсации необходимо убедиться в том, что освещенность, создаваемая исследуемым источником излучения, находится в пределах от 10 до 20000 лк.