Що таке люксметр?

При необхідності виміряти величину освітленості в будь-якій точці, застосовується спеціальний прилад, який зветься люксметр. Отриманий результат, що відображатиметься на дисплеї приладу, вкаже на сумарний рівень освітленості, що виходить від усіх джерел світла для цієї точки. Прилад показує результат у одиницях вимірів "люкс". Для нас звичним позначенням таких одиниць є абревіатура лк, а в міжнародному стандарті lx.

Позначає ця одиниця величину світлового потоку, що у люменах (лм), на одиницю площі, виражену у квадратних метрах. Таким чином, 1лк = 1лм/1м². Давайте детальніше розберемо питання, де використовуються такі пристрої, на якому принципі працюють і з чого складаються?

Області застосування люксметрів

Люксметри застосовуються в різних ситуаціях і сферах людської діяльності. Тут можна назвати:

• для визначення правильних умов рівня освітленості в школах, дитячих садках та інших дитячих закладах;
• при атестації робочих місць на санітарні та інші норми, що діють у нас в країні;
• при зберіганні певних матеріалів або продуктів, чутливих до освітлення;
• у сільському господарстві при вирощуванні культурних рослин на відкритому ґрунті або у теплицях;
• на підприємствах, де такий параметр відіграє важливу роль у виробничих циклах;
• в освітніх та побутових цілях, наприклад, для створення правильної освітленості кімнатним рослинам;
• у наукових цілях, наприклад, в астрономії та астрофізики, або використання в лабораторіях;
• в інших ситуаціях.

Прикладів досить багато застосування люксметрів. При цьому самі пристрої можуть мати стаціонарне, а можуть мати мобільне виконання. Перший варіант найчастіше застосовується у виробничих цілях, і навіть контролю роботи устаткування.

Із чого складається люксметр?

Перед тим як описати принцип роботи люксметра можна зупинитися на його будові. Тут слід виділити такі основні елементи:

• приймальне вікно, куди потрапляють фотони від джерел світла;
• фільтр ультрафіолетового випромінювання;
• датчик приладу, що реагує на попадання фотонів на чутливий елемент;
• контролер, що розраховує в чисельному вигляді величину освітленості;
• дисплей, на якому у люксах можна безпосередньо побачити величину освітленості;
• кнопки управління та корпус.

Різні за класом точності та виконання люксметри відрізнятимуться не лише за вартістю, тут можна виділити різне застосування. Воно буде залежати від завдання, а також вимог точності при проведенні конкретних вимірювань. Часто такі пристрої мають і додаткові функції. Є універсальні моделі, оснащені серією виносних або вбудованих детекторів, та здатні на проведення 3-5 видів різних вимірів.

Як працює люксметр?

Тепер можна розглянути принцип люксметра. Сумарний потік фотонів від різних джерел світла потрапляє до приймального вікна приладу. Після проходження спеціального фільтра такий потік «очищується» від ультрафіолетового спектру світла, і залишається тільки видимий людським оком спектр. Далі він потрапляє на датчик люксметра, який є напівпровідником. У цьому напівпровіднику при попаданні на нього фотонів відбувається визволення електронів, що призводить до появи струму. Причому величина цього струму безпосередньо залежатиме від сили потоку падають на датчик фотонів.

На такому ж принципі працюють сонячні панелі, що виробляють електроенергію, але ці пристрої мають різні завдання. У панелях виробники намагаються збільшити ККД, а люксметрах досягти найкращої точності щодо рівня освітленості. Тому в них встановлюється ультрафіолетовий фільтр, так як фотони по довжині хвилі, відповідні УФ діапазону також будуть впливати на силу генерації струму в датчику, а це не потрібно для наших цілей.

Далі мікросхема приладу реєструє величину сили струму, що з'явився, і переводить її в зрозумілі нам значення рівня освітленості. У застосуванні люксметри прості, достатньо знати нормативну чи оптимальну величину рівня освітленості, яку слід порівняти з отриманими результатами вимірювання даними. Так ми одразу побачимо дійсну картину і зможемо на неї вплинути за допомогою збільшення або навпаки – зменшення освітленості.