Измерение светового потока: Как измерить световой поток? -Светодиодное освещение

ИЗМЕРЕНИЕ СВЕТОВОГО ПОТОКА


Проект решения измерения светового потока для Точных и портативных светодиодов
Токи, электронные драйверы и компоненты терминала могут негативно повлиять на производительность освещения светодиодов, что является основной причиной, почему производительность одного светодиода, возможно, потребуется измерить после установки одного светодиода на PCB. Повседневные электронные разработчики, участвующие в борьбе за светодиодное освещение, чтобы оптимизировать светодиодные выходы, модули, драйверы и выбрать оптику.Все больше дизайнеров обращают свои цели в сторону систем на основе спектрометра, чтобы быстро и легко проверить производительность, проверить, что образец удовлетворен, а не выбор наиболее подходящих светодиодных спецификаций для проектов разработки, основанных исключительно на функции листа данных, и быстро едяки. С более гибкой системой, общий световой выход светодиодов может быть измерена, просто поместив сферу на каждом светодиоде. Все больше дизайнеров обращают свои цели в сторону систем на основе спектрометра, чтобы быстро и легко проверить производительность и проверить, что образец квалифицирован, а не просто выбрать наиболее подходящие светодиодные спецификации для проектов разработки на основе функции листа данных. С более гибкой системой, общий световой выход светодиодов может быть измерена, просто поместив сферу на каждом светодиоде.

Наши односветодиодные измерительные решения предназначены для


  • Контроль качества входящих поставщиков


  • Измерение источников волокна, таких как
    эндоскопы и другие


  • Проверка светительных приборов, состоящих
    из нескольких светоизлучающих диодов


  • Проверка последствия затемнения 


  • Тестирования диффузоров или оптических
    элементы, установленные на свиках 


  • Наблюдение Изменений в
    спектре, цвете или световом потоке


Стандарты проверки качества
При покупке определенной группы привело от вашего поставщика, вы можете быстро проверить, что они отвечают вашим ожиданиям для света потока цвет координаты светового потока (lm) или цветовой температуры CCT (K). С интегрированными сферами и спектрометрами по вашему выбору, вы можете организовать и упростить входящий контроль качества.


Разработка ключевых показателей

При разработке новых светодиодных модулей и светильников вы можете сразу же проверить влияние светодиодных драйверов, новых досок PCB и других компонентов, влияющих на производительность освещения вашего продукта. Измерение светодиодов перед их установкой на PCBпомогает улучшить продукты и оптимизировать прототипы.


Другие стандартные количества измерений :


  • Люмен-Свет овой поток


  •  Индекс цветорения, В
    соответствии с CIE


  • CCT — Цветовая температура соответствует стандарту CIE


  • Цвет — Цветовые координаты CIE
    в 1931 и 1964 годах


  • Верность и цветовая гамма — Методы оценки воспроизведения цвета
    источника света на основе стандарта tm- 30ies


  • Фотосинтез активного измерения
    радиации для садоводства энергия излучения
    миллива и так далее

Измерения электрических и световых параметров | Производство источников света

Сторінка 63 із 67

К числу важнейших измерений могут быть отнесены определения электрических параметров, а также светового потока, силы света и цветности излучения. К основным электрическим параметрам относятся напряжение на лампе и ток лампы, напряжение зажигания, амплитуда и длительность импульса и др.
Некоторые параметры ламп определяются расчетным путем (мощность ламп, световая отдача и др). В большинстве случаев при световых измерениях проводятся измерения и электрических параметров. Все измерения проводятся по методикам, установленным соответствующими стандартами или техническими условиями.

а) Измерение светового потока.

Измерение светового потока ламп производится с помощью шарового фотометра (фотометрического шара). Он представляет собой (рис 10.1) полый шар, внутренняя поверхность которого покрашена белой, рассеянно-отражающей свет краской.

Диаметр шара может быть от нескольких десятков сантиметров для малых ламп и до 2—3 метров и более для крупных ламп. При прочих равных условиях точность измерения светового потока с увеличением диаметра шара возрастает. Шар имеет отверстие О, в которое помещается молочное стекло, служащее одним из полей сравнения при присоединении тубусфотометра ТФ. Источник света помещается внутрь шара, примерно в его центре. Через патрон к источнику света подводится необходимое электрическое питание.

Рис. 10.1. Схема фотометрического шара

Рис. 10.2. Схема измерения светового потока в шаровом фотометре физическим методом

Шары малого диаметра для установки ламп имеют открывающуюся дверцу, составляющую часть сферической поверхности шара, а шары большого диаметра делаются из двух разъемных половин, которые могут перемещаться по полозьям. Для защиты поля сравнения от попадания прямых лучей от лампы служит экран Э.
При измерении светового потока лампы ее включают на точно заданное напряжение, которое поддерживают постоянным в течение всего времени измерения параметров. Фотометрирование ламп может производиться субъективным (зрительным) или объективным (физическим) методом.

При зрительном фот ометрировании устанавливают равенство яркостей двух смежных полей сравнения, одно из которых освещается измеряемой лампой, находящейся в фотометре, а другое — специальной лампой с известным световым потоком, находящейся в тубусфотометре. С помощью реостата накал этой лампы меняется так, чтобы получить визуальное равенство яркостей полей сравнения. А так как для применяемого тубусфотометра заранее известно соответствие между положением ручки реостата и световым потоком лампы, то сразу же определяется световой поток измеряемой лампы. Недостатком субъективного метода является зависимость точности оценки яркостей полей сравнения (и, следовательно, точности измерения в целом) от индивидуальных особенностей глаза испытателя и степени его утомления.
Измерение светового потока физическим методом характеризуется большей объективностью и большей точностью. Схема измерения этим методом с использованием шарового фотометра показана на рис. 10.2.

Отверстие шара 1 перекрывается молочным стеклом 2 и экранируется от попадания прямых лучей от источников света 3 экраном 4. За молочным стеклом располагается селеновый фотоэлемент 5 с корригирующим светофильтром. В цепь фотоэлемента включается гальванометр 6. Перед началом работы градуируют фотоэлементы. Для этого в шар вставляется рабочая эталонная лампа с известным световым потоком, близким к световому потоку измеряемой лампы. Рабочий эталон градуируется по специальной светоизмерительной лампе. На рабочий эталон подается напряжение и устанавливается режим в соответствии с паспортом на эталон.
Путем переключения шкал выбирают такую шкалу гальванометра, чтобы отсчет велся по второй половине шкалы (для повышения точности). Заметив число делений гальванометра при работе лампы в паспортном режиме и зная из паспорта значение светового потока эталонной лампы , определяют цену деления гальванометра,
(10.1)
После выключения установки в шар вместо эталонной лампы устанавливают испытуемую и подают на нее номинальное напряжение или устанавливают на ней номинальную мощность (в зависимости от требований стандарта). Определив показание гальванометра пх, находят световой поток измеряемой лампы
(10-2)
Измерение последующих ламп ведется аналогично.

При измерении светового потока люминесцентных ламп в шаровом фотометре в электрическую схему включаются вольтметр, амперметр и ваттметр с максимально большим сопротивлением, стартер и образцовый измерительный дроссель. Питание ламп осуществляется через стабилизатор. С помощью автотрансформатора устанавливается постоянная, заданная стандартом мощность лампы, после чего измеряются напряжение сети, ток и напряжение лампы. Затем вольтметр и ваттметр отключаются и производится измерение светового потока.
Перед измерением испытуемая лампа выжигается на специальном стенде в нормальном режиме в течение 15 мин для получения устойчивого горения разряда.

б) Измерение силы света.

Для измерения силы света наиболее часто используется линейный фотометр (фотометрическая скамья). Компенсационная схема измерения с использованием линейного фотометра приведена на рис. 10.3. Фотоэлемент используется как нуль-индикатор, что делает эту схему довольно чувствительной к измерению силы света.

Испытуемая лампа устанавливается на неподвижной каретке фотометра на расстоянии от фотоэлемента, закрепленного на подвижной каретке. Фотоэлемент подключается параллельно внешнему источнику тока, цепь которого замкнута через резистор и реостат — делитель напряжения. С помощью делителя напряжения .компенсируют ток в цепи фотоэлемента, протекающий в ней при горящей испытуемой лампе, так, чтобы через гальванометр тока не было (на шкале нуль). Затем заменяют испытуемый источник света на эталонный и, перемещая фотоэлемент, находят такое расстояние между ними, при котором ток в цепи фотоэлемента снова будет равен нулю. 

Рис. 10.3. Компенсационная схема измерения силы света на линейном фотометре

Так как освещенность фотоэлемента пропорциональна квадрату расстояния от источника света, то
(10.3)
где lэ и lx — сила света соответственно эталонного и измеряемого источников света, кд; lэ и lx — расстояния от фотоэлемента до эталонного и измеряемого источников света, мм.

Силу света можно определить расчетным путем, зная параметры установки и световой поток лампы:
(10.4)
где Фv—световой поток, лм; I — сила света, кд; ω — телесный угол, ср.

в) Цветовые измерения. Приборы для непосредственного измерения цвета называются колориметрами. Они делятся на зрительные (субъективные) и фотоэлектрические (объективные). Зрительные колориметры основаны на уравнивании по яркости и цветности двух полей сравнения, расположенных рядом и разделенных тонкой линией. Одно поле сравнения освещается измеряемым источником света, а второе —  смесью трех излучений с известными цветностями (красный, зеленый, синий).

Световые потоки красного, зеленого и синего цвета получаются путем пропускания светового потока вспомогательной лампы накаливания через соответственно красный, зеленый и синий светофильтры. Перед каждым из светофильтров установлены непросвечивающие заслонки с переменной степенью закрытия. С помощью этих заслонок можно изменять световые потоки, прошедшие через светофильтры и падающие на одно из полей сравнения.

Рис. 10.4. Схема фотоэлектрического колориметра

Путем изменения соотношения красного, зеленого и синего световых потоков можно добиться равенства обоих полей сравнения по яркости и цветности. При этом степень закрытия светофильтра заслонками может быть прочитана по шкалам.
В зрительных колориметрах приемником излучений служит человеческий глаз, что, как и при измерении светового потока субъективным методом, вносит определенные погрешности.

В фотоэлектрических колориметрах приемниками служат селеновые фотоэлементы, реже вакуумные фотоэлементы или фотоумножители. Схема одного из таких колориметров приведена на рис. 10.4.

Рис. 10.5. Диски колориметра

Измеряемая лампа Л устанавливается в специальный осветитель О. На другом конце фотометрической скамьи расположена колориметрическая головка. В передней части кожуха К имеется тубус Т, исключающий попадание отраженных излучений на фотоэлемент. Напротив тубуса размещены диски Д1 и Д2, каждый с пятью отверстиями (рис. 10.5). За дисками помещается фотоэлемент ФЭ. Головка свободно перемещается по направляющим скамьи.
Поворот дисков производится ручкой Р, причем каждый из дисков может занимать пять фиксированных положений. При трех фиксированных положениях первого диска перед фотоэлементом располагается соответственно красный, зеленый или синий светофильтр, при четвертом положении — отверстие в диске, при пятом — непрозрачная заслонка. Каждое фиксированное положение первого диска отмечается появлением в специальном окошечке одного из индексов К, З, С, 0, 1. Этот диск служит для периодической градуировки колориметра и измерения цветовой температуры лампы.

Второй диск имеет также пять фиксированных положений, каждое из которых отмечается появлением рядом с индексом первого диска одного из индексов X, Υ, Ζ, 0, 1.
Положение X соответствует размещению перед фотоэлементом специального светофильтра: ток гальванометра при этом положении пропорционален части координаты цвета х’. При положениях У и Ζ перед фотоэлементом располагаются соответствующие светофильтры, а ток гальванометра пропорционален координатам цвета у’ и z’.

При положении 1 перед фотоэлементом располагается отверстие, а при положении 0 — непрозрачная заслонка. Положение 0, 0 позволяет периодически проверять нулевой отсчет гальванометра.
Координаты цветности х и у люминесцентных ламп определяются на колориметре специального типа.         ·

В настоящее время разработана, но широко не внедрена высокопроизводительная машина для измерения цветовых параметров массовых люминесцентных ламп типа УКЛ-2. Она представляет собой горизонтально расположенный барабан, в который устанавливаются лампы. При вращении барабана они проходят мимо ряда фотоэлементов с соответствующими фильтрами. Отсчет ведется по гальванометрам. Машина позволяет определять не только координаты цветности, но световой поток каждой лампы, рассчитываемый по силе света.
Для люминесцентных ламп с улучшенной цветопередачей предусматривается контроль распределения излучения ламп по спектральным зонам.

Измерения должны проводиться на серийно выпускаемых монохроматорах УМ-2 или МДР-3. Методы измерения спектральных и цветовых характеристик детально изложены в ГОСТ 23198-78.
В настоящее время проводятся работы по автоматизации измерений.

Для определения «красного отношения» ламп типа ДРЛ применяется шаровой фотометр. Методика измерений установлена ГОСТ 16354-77.
Для градуировки шкалы гальванометра в шар вставляется эталонная лампа, на которую подается паспортный режим питания. Кассету с фильтрами сначала устанавливают в положение «нейтральный фильтр» и замечают показания гальванометра пэ. Затем кассету ставят в положение «красный фильтр» и снова замечают показание гальванометра пэ.кр. Зная из паспорта на эталонную лампу «красное отношение», подсчитывают градуировочный коэффициент К:
(10.5)
После градуировки шкалы гальванометра приступают к измерению текущих ламп, вставляя их последовательно в шар на место эталона. Перед отсчетом показаний лампы должны прогреваться около 15 мин.

Измерения проводятся при установлении на лампе номинальной мощности. При установке кассеты в положение «нейтральный фильтр», а затем «красный фильтр» снимают соответственно показания п и пкр «Красное отношение» измеряемой лампы подсчитывают по формуле
(10.6)

  • Попередня
  • Наступна

измерений освещенности | LEDwatcher

Что такое люмен? Как измерить свет? Сколько ватт потребляет светодиодная лампа? Это лишь некоторые из тем о свете, затронутых в этой статье. Мы попытались объяснить основы света и то, как измеряются различные аспекты света, на примерах из жизни, выделив наиболее важные формулы, используя информационные изображения, графики и таблицы, а также сделали несколько калькуляторов для упрощения расчетов. Надеюсь, вы найдете эту статью полезной, и если у вас есть какие-либо комментарии, предложения или дополнения, не стесняйтесь использовать форму комментариев под статьей.

Вот оглавление со ссылками на темы, затронутые в этой статье для облегчения навигации:

  1. ЛЮМЕНЫ И КАНДЕЛЫ (световой поток, сила света)
  2. ОСВЕЩЕНИЕ, ОСВЕЩЕНИЕ, ЛЮКС И ФУТ-СВЕЧИ
  3. КАК ИЗМЕРИТЬ ОСВЕЩЕНИЕ?
    1. Люксметры
    2. Приложения экспонометра
  4. ЛЮМЕН И МОЩНОСТЬ
    1. Вычислитель световой отдачи
    2. Калькулятор люменов в ватты

      3. Калькулятор

    3. ватт в люмен
    4. Таблица люменов

ЛЮМЕНЫ И КАНДЕЛЫ

Что такое люмен?

Световой поток или сила света измеряет общее количество света, излучаемого источником света за определенный период времени. Проще говоря, световой поток говорит о том, сколько света излучает лампа во всех направлениях в секунду, световой поток выражается в единицах, называемых люмен (лм) . Световой поток измеряет только свет, излучаемый в видимом диапазоне длин волн для человеческого глаза примерно от 400 до 750 нм.

Определение люмен – люмен (лм) – единица измерения светового потока или мощности света. Один люмен равен количеству света, излучаемому источником света (излучающего одинаковое количество света во всех направлениях) через телесный угол в один стерадиан с интенсивностью 1 кандела.

Световой поток (в люменах) обычно указывается на упаковке лампочки (или может быть найден в специальных каталогах лампочек) и используется как объективное измерение светоотдачи источника света на Лучше сравните различные типы лампочек. Однако, поскольку люмены измеряются на определенном расстоянии во всех направлениях от источника света, это не лучшее измерение для описания того, насколько ярким будет свет в определенной области. Чтобы описать это, используется термин, называемый освещенностью, и единицы, называемые люксами или фут-канделябрами.

Сила света (кандела)

Сила света — это сила света или количество видимого света, излучаемого источником света в заданном направлении на единицу телесного угла. Сила света измеряется в канделах (кд) , что является базовой единицей СИ. По сути, он измеряет количество видимого света, излучаемого под одним определенным углом от источника света, что является полезным измерением при сравнении устройств, создающих сфокусированный пучок света, таких как прожекторы, фонарики и лазерные указки.

Определение канделы – кандела (кд) – единица измерения силы света в системе СИ. Кандела заменила старую единицу, которая использовалась для выражения силы света — силы свечи. Одна обычная свеча излучает примерно 1 канделу силы света, поэтому в старые времена канделу также называли свечой.

Поскольку свеча не была самым точным источником света для измерения силы света, были определены гораздо более строгие правила и определения для измерения силы света, официальное определение канделы:

Кандела – это сила света в заданном направлении источника, который излучает монохроматическое излучение с частотой 540 x 1012 герц и имеет силу излучения в этом направлении 1/683 ватта на стерадиан.
Из http://physics.nist.gov/cuu/Units/current.html

Объяснение

Напомним, световой поток измеряет количество общего видимого света, излучаемого источником света, единицей измерения светового потока является люмен (лм) . Сила света измеряет, сколько света излучается источником света в одном направлении, единицей силы света является кандела (кд) . В общем, если вам нужна лампочка, которая излучает свет во всех направлениях (например, потолочный светильник в доме) , посмотрите на люмены при сравнении различных лампочек, однако, если вам нужен свет, который может сфокусировать максимальное количество яркости в меньший луч, такой как прожектор или фонарик, посмотрите на канделы при сравнении таких источников света. Помимо этих двух, освещенность также является важным показателем, измеряющим количество света, падающего на данную поверхность 9.0042 (измеряется в люксах или фут-канделях) , но позже с этим.

Классический пример объяснения люменов и кандел: Представьте, что вы помещаете прозрачную сферу радиусом 1 метр над свечой. Свеча производит свет силой в 1 канделу и излучает свет равномерно во всех направлениях. Если вы прорежете в сфере отверстие площадью 1 квадратный метр, из этого отверстия выйдет 1 люмен света. Это дает уравнение:

1lm = 1cd * sr

где:

  • 1 лм = один люмен;
  • 1 cd = одна кандела;
  • sr = стерадиан (квадратный радиан, один квадратный радиан общей сферы можно рассчитать с помощью уравнения A = r², где r — радиус сферы) .

Таким образом, в этом случае:

1 лм = 1 кд * 1

1 люмен = 1 кандела; источник света с силой света 1 кандела производит 1 люмен светового потока в сфере с площадью поверхности 1 квадратный метр.

Мы также можем рассчитать световой поток всей сферы, используя то же уравнение. Для этого сначала нам нужно знать площадь поверхности сферы, ее можно рассчитать по формуле:

 4π r² = 4*3,14*1=12,56ср

Итак, если мы возьмем предыдущее уравнение 1 лм = 1 кд * ср и узнаем, что интенсивность света равна 1 кд , а площадь поверхности сферы равна 12,57 м² , мы можем вычислить:

1 лм = 1кд * 12,57ср
пм= 12,57 ; источник света силой 1 кандела производит 12,57 люмен светового потока в сфере радиусом 1 метр (или площадью поверхности 12,57 м²).

То же уравнение можно преобразовать для расчета кандел:

1кд = 1лм/ср

Давайте посмотрим на новый пример, у нас есть лампочка, которая излучает 700 люмен света равномерно во всех направлениях, с одной и той же прозрачной сферой радиусом 1 м над лампочкой.

Теперь, если мы возьмем преобразованную формулу 1 кд = 1 лм / ср и узнаем, что световой поток равен 700 лм , а площадь поверхности шара равна 12,57 м² , мы можем вычислить силу света лампы:

1лм/ср = 1кд
700лм/12,57ср ≈ 56 кд

Но если мы хотим рассчитать интенсивность света в определенном направлении, скажем, проходящем через один стерадиан , как в первом примере, мы можем использовать ту же формулу:

700 лм/1ср ≈ 700 кд; это подтверждает первое правило, согласно которому 1 люмен = 1 кандела, когда свет излучается через сферу в 1 стерадиан.

Чтобы еще лучше проиллюстрировать разницу между световым потоком (люмен) и силой света (кандел) , представьте себе лампочку, которая производит 1 канделу или 12,57 люмен, если вы закроете одну сторону лампы, она будет по-прежнему дают ту же силу света в 1 канделу, но вдвое меньший световой поток – 6,28лм. Это связано с тем, что кандела измеряет силу света, насколько ярким будет свет в определенном направлении, поэтому в этом случае закрытие половины колбы не повлияет на интенсивность света (если измеряется на открытой части колбы) . Но поскольку люмены измеряют общее количество видимого света от источника, покрытие половины колбы уменьшит общее количество видимого света вдвое.

Вот почему вам следует сравнивать канделы при покупке прожектора или фонарика с концентрированным световым пучком и люменами (или люкс) при покупке внутреннего освещения, такого как потолочные светильники или наружное заливающее освещение.

Эти предыдущие расчеты и формулы в основном относились к источнику света, который является изотропным или, другими словами, излучает свет равномерно во всех направлениях. Теперь давайте посмотрим, как рассчитать канделы и люмены в лампочках под определенными углами.

Люмены, канделы, углы обзора

В том же уравнении 1cd = 1lm/sr sr указывает угол обзора (также называемый углом вершины) , через который излучается свет при расчете силы света и светового потока. В предыдущих примерах мы рассчитывали люмены и свечи, предполагая, что свет излучается равномерно во всех направлениях (или в одном примере через телесный угол в один стерадиан, где 1 люмен равен 1 канделе) , но обычно мы покупаем осветительные приборы, излучающие свет в под определенным углом точечные светильники освещают более узкий угол, чтобы обеспечить более сфокусированный луч, а прожекторы освещают более широкий угол, чтобы покрыть большую площадь поверхности.

Глядя на то же уравнение 1 кд = 1 лм / ср , мы можем заключить, что, увеличивая силу света (кандел) , мы должны уменьшить угол обзора (стерадиан) для получения того же светового потока ( люмен) .

И наоборот, если мы уменьшим силу света (кандел) , мы должны увеличить угол обзора (стерадиан) , чтобы получить тот же световой поток (люмен) . Таким образом, мы можем сказать, что сила света обратно пропорциональна углу обзора, а это означает, что при увеличении одного значения с той же скоростью другое значение будет уменьшаться.

В то же время при расчете светового потока, если мы увеличим либо силу света, либо угол обзора, световой поток будет увеличиваться, и, наоборот, если мы уменьшим либо силу света, либо угол обзора, световой поток также увеличится снижаться.

Итак, как мы можем определить этот угол вершины светового луча?
В основном угол при вершине представляет собой угол между осью источника света, дающего наибольшую силу света, и осью, где сила света уменьшается до 50%. Формула для расчета телесного угла (Ом) в стерадианах (ср) :

Ом = 2π(1−cos(α/2))

, где α – угол при вершине, измеренный в градусах.

Итак, например, если вы хотите рассчитать телесный угол (Ом) в стерадианах (ср) для расчета люменов или кандел пути света, скажем, для светового луча с углом при вершине 40° , используя приведенное выше уравнение, получаем:

Ом = 2π(1−cos(40/2))
Ом ≈ 2*3,14*(1-0,94)
Ом ≈ 6,28* 0,06
Ω ≈ 0,38sr

Теперь, если мы хотим рассчитать световой поток источника света с интенсивностью 1 кандела и углом обзора 40° , мы можем вставить ранее вычисленное телесного угла Ω ≈ 0,38 sr в основном уравнении:

1 лм = 1 кд * sr
лм = 1*0,38
лм ≈ 0,38

Полное уравнение для расчета светового потока (люмен) источника света , если мы знаем силу света (кандел) и угол при вершине (стерадиан) равен:

 Φ=I2π(1−cos(α/2))

люмен = кандела*2π*(1-cos(угол вершины/2))

  • Φ – световой поток (лм)
  • I – сила света (кд)
  • π – константа (≈3,14)
  • α – угол при вершине (°)

Для расчета силы света (кандел) , если световой поток (люмен) и угол при вершине (стерадиан) известны, используйте это уравнение:

 I=Φ/(2π*(1−cos½*α))

кандел = люмен/(2π*(1-cos½*угол при вершине))

Теперь давайте проверим это уравнение на более практическом примере. Допустим, у нас есть лампа, которая производит 3cd силы света при 40° угла вершины , и мы хотим рассчитать люмены для этой лампы. Мы можем использовать предыдущее уравнение:

Φ=I2π(1−cos(α/2))
lm = 3cd*2*π*(1-cos(40°/2))
лм = 18,84*0,06
лм ≈ 1,13 (осветительный прибор с силой света 3 кд при угле вершины 40° будет давать световой поток примерно 1,13 лм)

Если увеличить угол обзора от 40° на 70° и оставьте силу света на уровне 3cd , общий световой поток должен увеличиться:

лм = 3cd*2*π*(1-cos(70°/2))
лм ≈ 3 ,39

Таким образом, если мы увеличим угол при вершине лампы, сохраняя при этом прежнюю силу света, световой поток также увеличится.

Мы также можем проверить это наоборот, давайте сохраним угол при вершине 70° , но уменьшим интенсивность света наполовину, с 3cd до 1,5cd . Теперь лампа должна давать меньше люменов:

лм = 1,5кд*2*π*(1-cos(70°/2))
лм ≈ 1,69

Что и происходит, 3,39лм> 1,69лм.

Сводка люменов и кандел

Подводя итог, можно сказать, что световой поток измеряет общее количество видимого света, излучаемого во всех направлениях, единицей измерения светового потока является люмен (лм) . Сила света измеряет количество видимого света, излучаемого в заданном направлении под телесным углом источником света, единицей силы света является кандела (кд) . Уравнение для расчета люменов, когда известны канделы и телесный угол источника света: 1 лм = 1 кд * ср.

Канделы в основном используются для описания яркости осветительных приборов, которые производят сфокусированный пучок света под более узким углом в одном направлении, таких как лазерная указка, фонарик и прожектор. Люмены используются для сравнения ламп или осветительных приборов, которые освещают под широким углом и должны излучать свет одинаково во всех направлениях, таких как потолочные светильники и некоторые типы пищевых светильников. Как правило, чем шире угол луча света, тем ниже интенсивность света, а чем уже угол луча света, тем выше интенсивность света.

ОСВЕЩЕНИЕ, ЯРКОСТЬ, ЛЮКС, ФУТ-СВЕЧА

Освещенность

Освещенность — это количество света или светового потока, падающего на поверхность. Освещенность измеряется в люксах (люмен на квадратный метр) или в фут-канделях (люмен на квадратный фут) с использованием американских и британских метрик. Освещенность не зависит от типа поверхности, которую он освещает, и зависит только от количества света, падающего на эту поверхность, поэтому она будет одинаковой при освещении стены, земли, пола, дерева или любого другого объекта. Освещенность (в отличие от люменов и других показателей освещенности) можно легко измерить с помощью простого устройства, называемого экспонометром, или даже с помощью смартфона, на котором установлено специальное приложение.

Люкс

Определение люкс – люкс (люкс) – это единица измерения освещенности, люкс измеряет световой поток на единицу площади или количество света, падающего на данную поверхность. По сути, люкс определяет, насколько яркой будет освещенная поверхность. Один люкс равен одному люмену на квадратный метр площади поверхности:

 1 лк = 1 лм/м²

или

1 лк = 1 кд * ср / м²

, потому что 1 лм = 1 кд * ср

В приведенных выше формулах м² представляет собой площадь поверхности, на которую падает свет.

Фут-кандел

В имперской и американской системах измерения вместо люксов используется термин фут-кандел (fc) . Фут-свеча также измеряет количество света, падающего на поверхность, но вместо люмен на квадратный метр используется для измерения люкс , люмен на квадратный фут используется для измерения фут-кандела . Одна фут-свеча равна ок. 10,764 лк. Фут-свечи рассчитываются по формуле:

 1fc = 1лм/фут².

Объяснение

Освещенность можно легко рассчитать, если известны световой поток (люмен) выход источника света и площадь освещаемой поверхности. Например, концентрированный пучок света со световым потоком 400 люмен  осветит 1 квадратный метр большую площадь с освещенностью 400 люкс:

лк = 400 лм / 1 м²
лк = 400

3 9 свет падает в два раза с 1 квадратного метра на 2 квадратных метра и оставляет световой поток равным 400 люмен , освещенность на этой площади уменьшится в два раза :

лк = 400лм / 2м²
лк = 200

Это означает, что чем дальше расстояние от освещаемой поверхности или больше угол освещения, тем ниже будет освещенность света, падающего на поверхность.

Освещение полезно при выборе соответствующих лампочек или осветительных приборов для определенных помещений, таких как спальня, гостиная, офис, магазин, театры, сцены и подобные помещения. Люкс также является важным показателем при выборе освещения для выращивания растений в помещении.

Яркость

Яркость — это сила света, которая отражается или излучается от объекта на единицу площади в определенном направлении. Яркость зависит от того, сколько света попадает на объект и от отражения света от этой поверхности. Единицей измерения яркости является кандела на квадратный метр – кд/м² .

В основном яркость используется для расчета мощности света, излучаемого данной поверхностью при определенном угле обзора и определяемого человеческим глазом, или, другими словами, насколько яркой будет выглядеть данная поверхность для человеческого глаза. На самом деле яркость — это единственная форма света, которую мы можем видеть. Яркость используется, например, при создании дорожных знаков и дорожного освещения.

КАК ИЗМЕРИТЬ ОСВЕЩЕНИЕ?

Измерение люменов

Многие думают, что люмены для лампочки или светильника можно легко измерить с помощью дешевого люксметра или даже мобильного приложения, но на самом деле для этого требуется специальное устройство под названием , интегрирующая сфера , подключенная к спектрометру и компьютер, на котором должно быть установлено специальное программное обеспечение, которое может отображать несколько показателей, таких как световой поток или люмены, световая эффективность, распределение светового спектра, цветовая температура и другие характеристики освещения. Так что на самом деле люменометр — это не маленькое портативное устройство, которое можно купить за пару долларов, а скорее лаборатория для измерения люменов и других показателей лампочек.

Вот видео от Diode Dynamics, показывающее интегрирующую сферу, используемую для измерения люменов.

Люксметры

Существуют также другие типы измерителей для измерения различных показателей освещенности:

  • люксметр для измерения освещенности (люкс или фут-канделы) ;
  • Интенсометр для измерения силы света (канделы) ;
  • яркомер для измерения яркости.

Люксметры наиболее распространены и используются для измерения освещенности или количества света, падающего на поверхность. Люксметр используется для измерения количества света при фото- и видеосъемке, в частных домах и многих общественных местах, таких как офисы, магазины, библиотеки, музеи и другие места, чтобы определить, имеет ли помещение достаточный уровень освещенности либо для безопасного условия труда сотрудников (в офисах) или просто в целях оформления (в художественных галереях), а также для определения видимости на открытых площадках, например, при выборе соответствующего уличного освещения.

Люксметр часто называют просто люксметром из-за его популярности среди других приборов для измерения освещенности. На рынке доступен широкий спектр люксметров в зависимости от их цены, функциональности и точности, от пары долларов до нескольких сотен долларов за более продвинутые измерители. Существует даже множество приложений для измерения освещенности (бесплатных и платных) , доступных на устройствах iOS и Android, которые могут измерять освещенность, и некоторые из этих приложений на самом деле довольно приличны для основных задач измерения освещенности.

Приложения для измерения освещенности

Вот несколько самых популярных приложений для измерения освещенности для устройств iOS или Android, которые вы можете протестировать самостоятельно.

Приложения для измерения освещенности iOS:

  1. Карманный измеритель освещенности (от студии Nuwaste) ;
  2. myLightMeter Free (Дэвид Квилс).

Приложения для измерения освещенности для Android:

  1. LightMeter Free (от Дэвида Квилса) ;
  2. Экспонометр (Борче Трайковски) ;
  3. Экспонометр beeCam (от FM. Bee Corp.).

ЛЮМЕН И МОЩНОСТЬ

Измерение, описывающее соотношение между люменами и ваттами, составляет световая отдача . Световая отдача — это отношение между световым потоком и электрической мощностью источника света. Она измеряет, насколько эффективно источник света преобразует электрическую мощность в видимый свет. Единица световой отдачи лм/Вт (люмен на ватт) .

Калькулятор световой отдачи

Световую отдачу можно легко рассчитать с помощью уравнения:

 световая отдача (лм/Вт) = световой поток (лм) / мощность в ваттах (Вт)

SO, например, светящаяся эффективность 10 -ватт Light Light, которая производит 600 Lumens , будет 60 Lm/W :

600LM/10W = 60 LM/W

LUMEN калькулятор преобразования

Мы также можем преобразовать это уравнение для расчета мощности лампочки, если мы знаем световой поток (люмен) и световая отдача этой лампы. Возьмем тот же пример, если мы знаем, что лампочка производит 600 люмен с эффективностью 60 лм/Вт , используя уравнение:

ваттность = люмен / люмен на ватт-час.

600 лм / 60 лм/Вт = 10 Вт

мы можем рассчитать, что лампочка будет потреблять 10 Вт электроэнергии для производства 600 люмен света.

Калькулятор преобразования ватт в люмены

Аналогичным образом мы можем рассчитать световой поток (люмен) лампочки, если мы знаем мощность в ваттах и светоотдача лампочки, путем преобразования той же формулы:

люмен = мощность * люмен на ватт-час

10 Вт * 60 лм/Вт = 600 лм

Сравнение люменов

Количество люменов в ватте зависит от типа лампы, используемой в осветительном приборе. В среднем старые вольфрамовые лампы накаливания будут производить 15 люмен на ватт, а эффективные светодиодные лампы будут производить около 75 люмен на ватт.

Среднее преобразование люменов в ватты для светодиодов, компактных люминесцентных ламп, галогенных ламп и ламп накаливания:

  • Светодиод эффективность лампы ≈ 75 люмен на ватт (лм/Вт) ;
  • CFL эффективность лампочки ≈ 65 люмен на ватт (лм/Вт) ;
  • Галогенная эффективность лампочки ≈ 20 люмен на ватт (лм/Вт) ;
  • Лампа накаливания КПД ≈ 15 люмен на ватт (лм/Вт) .

Таблица люменов

Здесь мы составили сравнительную таблицу люменов для светодиодов, компактных люминесцентных ламп, галогенных ламп и ламп накаливания (используя средний показатель люменов на ватт для каждого типа ламп) .

Система измерения полного светового потока серии HM/FM

Система измерения, совместимая с IESNA LM79 и LM-80

 

Вы заинтересованы в партнерстве или дистрибьюторстве этого продукта?

  • Продукт
  • Спецификация
  • Серия НМ
  • Серия FM

Продукт

Характеристика

  • Вмещает до 2400 мм люминесцентной лампы
  • Совместимость с ESNA LM79 и LM-80
  • Широкий динамический диапазон благодаря высокопроизводительному матричному спектрометру
  • Широкий диапазон диаметров сфер от φ250 мм до φ3000 мм
  • L-I-V, импульсный, ШИМ, тем. Доступны контрольные (от -40°C до +200°C) измерения
  • Применяется ШИМ (широтно-импульсная модуляция)

 

Объект измерения

  • Общий световой поток〔JIS C 7801:2009 / JIS C 8152:2007〕
  • Общий лучистый поток (спектр)
  • СДКМ
  • Цветность (u, v)〔CIE 1960UCS〕
  • Цветность (x, y)〔JIS Z 8724:1997〕
  • Цветность（u’, v’）〔CIE 1976UCS〕
  • Цветовая температура и Duv〔JIS Z 8725:1999〕
  • Доминант и чистота 〔JIS Z 8701:1999〕
  • Индекс цветопередачи (Ra, R1～R15)〔JIS Z 8726:1990〕

 

Спецификация

Спецификация

Оптика
Интегрирующая полусфера   ＊1
(Полумесяц)		 φ250, φ300, φ500, φ1000, φ1650, φ2000, φ3000 мм
Стандартная лампа Flux <5 Вт, <5 В, прибл. 50 лм
Лампа коррекции самопоглощения <5 Вт, <5 В, прибл. 50 лм
Мощность лампы ± 0,1 %, ± 2,0 мА
Блок переключения ламп Стандартная лампа Flux и лампа коррекции самопоглощения включаются и выключаются с помощью одного источника питания лампы.
Матричный спектрометр
Диапазон длин волн 360 нм ～ 1100 нм ＊2

＊1: Другие размеры запрашивайте
＊2: Можно выбрать из нескольких моделей

 

Серия HM

 

Система измерения полного светового потока серии HM  

Особенность

  • Направление освещения можно изменять, что позволяет получить фактическое положение освещения.
  • Нет ошибки самопоглощения, поскольку только источник света находится в интегрирующей сфере.