Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Обзор существующих средств измерений

Оглавление

Введение…………………………………………………………………………3

Основные понятия (термины и обозначения)……………………………5
Нормативные документы

Государственные стандарты…………………………………………...9
Методика проведения измерений…………………………………….11

Виды источников освещения……………………………………………..13

Естественное освещение………………………………………………13
Искусственное освещение…………………………………………….13

Обзор существующих средств измерений……………………………….16

Авторское свидетельство на изобретение………………...…………16
Структурная схема ИИС………………………………………………18
Методика поверки……………………………………………………..19

Заключение…………………………………………………………………….27

Список литературы……………………………………………………………28

Приложение

Введение

Освещенность - важный фактор производственной и окружающей среды. Не случайно известный французский архитектор Шарль Ле Корбюзье отмечал: "Материалами для застройки городов являются солнце, пространство, растительность, сталь и бетон. Их роль точно соответствует порядку перечисления".

И с его мнением трудно не согласиться - для нормальной жизнедеятельности человека крайне важны солнечные лучи, свет, освещение. Напротив, недостаточные уровни, низкое качество естественной и искусственной освещенности, особенно при выполнении работ, напряжении органа зрения, являются одной из значимых причин ухудшения зрения среди населения, в том числе работающих. Основные количественные и качественные характеристики освещенности могут быть обеспечены правильной эксплуатацией безопасных и соответствующих своему назначению источников света и освещения, а также государственным надзором и контролем за выполнением гигиенических регламентов и норм освещенности.

В настоящее время основная тенденция и важная закономерность развития источников света - это их дальнейшее совершенствование, в том числе повышение экономичности, надежности, эффективности, безопасности, качества цветопередачи. Уже сегодня активно внедряется экономически выгодное светодиодное освещение, создаются управляемые совмещенные системы освещения и передачи солнечного света в помещениях, дистанционное управление лампами.

Природа зрительной системы организма человека во многом определяет, по сути, эффективность восприятия окружающей, в том числе производственной, среды, а эффективная деятельность зрительного анализатора, органа зрения в целом определяется понятием зрительной работоспособности, которая должна рассматриваться в зависимости от факторов, оказывающих на нее наибольшее влияние. Термин "зрительная работоспособность" используется на практике для оценки способности человека заметить, опознать и обработать деталь, находящуюся в поле зрения, основываясь на скорости, точности и качестве восприятия. Зрительная работоспособность также зависит от характеристик выполняемого задания (размер, форма, расположение, цвет и др.) и способности восприятия, на которую влияют условия освещения, его качественные и количественные характеристики.

Основные понятия (термины и обозначения)

Приведем перечень основных, наиболее часто встречающихся терминов, некоторых сокращений, определений, содержащихся в нормативных документах, относящихся к контролю параметров освещенности.

Блеск - свойство поверхности отражать световой поток, проявляющейся в ярком, искрящемся свете.

Блескость - свойство светильников, других источников света или светящихся и отражающих поверхностей нарушать условия комфортного зрения и (или) ухудшать контрастную чувствительность.

Боковое естественное освещение - естественное освещение помещения через световые проемы в наружных стенах.

Верхнее естественное освещение - естественное освещение помещения через верхние фонари, световые проемы в стенах, в местах перепада высот здания.

Естественное освещение формируется за счет прямого или отраженного света неба, проникающего через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях.

Искусственное освещение - освещение, создаваемое светильниками, осветительными установками, прожекторами и другими искусственными источниками света.

Комбинированное освещение - освещение, при котором к общему освещению добавляется местное освещение.

Контраст объекта различения с фоном, К - отношение абсолютной величины разности между яркостью объекта и фона к яркости фона.

Коэффициент естественной освещенности, КЕО,% - отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной поверхности внутри помещения светом неба (непосредственным или отраженным), к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода.

Коэффициент запаса или коэффициент учета снижения освещенности - соотношение между освещенностью, обеспечиваемой источником света в данный момент, и начальной освещенностью, создаваемой новым источником света.

Коэффициент отражения - отношение светового потока, отраженного поверхностью, к световому потоку, падающему на эту поверхность.

Коэффициент пульсации освещенности, Кп - критерий оценки относительной глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током промышленной частоты; оценивается в процентах как отношение разницы между максимальной и минимальной величинами освещенности за период наблюдения к удвоенной величине показателя средней освещенности.

Коэффициент светового климата, m - коэффициент, учитывающий особенности светового климата как совокупность условий естественного освещения местности за период более 10 лет.

Мерцание - воспринимаемое органом зрения ощущение прерывистости, чередования или колебания света.

Местное освещение - освещение, дополнительное к общему, создаваемое светильниками, направляющими световой поток непосредственно на рабочие места.

Общее освещение - освещение, при котором светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно (общее равномерное освещение). Если источники света расположены в верхней зоне, но применительно к расположению производственного оборудования, то используют термин "общее локализованное освещение".

Объект различения - рассматриваемый предмет, отдельная его часть или дефект, которые требуется различать в процессе работы.

Освещенность, Е (люкс, лк; 1 лк = 1лм/м2) - плотность светового потока, падающего на какую-либо точку поверхности или отношение падающего на поверхность светового потока к площади освещаемой поверхности.

Отраженная блескость - характеристика отражения светового потока от рабочей поверхности в направлении глаз работающего, определяющая снижение видимости вследствие чрезмерного увеличения яркости рабочей поверхности и вуалирующего действия, снижающего контраст между объектом и фоном.

Показатель дискомфорта, М - критерий оценки дискомфортной блескости, вызывающий неприятные ощущения при неравномерном распределении яркостей в поле зрения; оценивается в относительных единицах.

Показатель ослепленности, Р - критерий оценки слепящего действия осветительной установки; оценивается в относительных единицах.

Поле зрения - поверхность или часть пространства, видимая из данной точки неподвижным глазом.

Прямая блескость - характеристика отражения светового потока, создаваемая в основном источниками света, осветительными приборами, а также яркостью окна (светового проема), создаваемой солнечными лучами, инсоляцией.

Рабочая поверхность - поверхность в пределах рабочего места, на которой производится зрительная работа, нормируются и измеряются параметры освещенности.

Световая отдача (источника света, ламп), лм/Вт - частное от деления испускаемого источником полного светового потока на полную мощность, потребляемую им.

Световой поток, лм (люмен) - световая мощность, излучае мая источником или принимаемая поверхностью.

Световой прибор - устройство, содержащее источник света (лампу) и светотехническую арматуру и предназначенное для освещения или световой сигнализации.

Сила света, кд (кандела) - световой поток, распространяющийся внутри телесного угла в заданном направлении.

Совмещенное освещение - освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным.

Фон - поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается.

Цветовая температура - температура излучателя Планка (черного тела), при которой его излучение имеет ту же цветность, что и излучение

Цветопередача - общее понятие, характеризующее влияние спектрального состава, распределения источника света на зрительное восприятие цветности объектов, сознательно или бессознательно сравниваемое с восприятием тех же объектов, освещенных стандартным источником света.

Яркость, L, кд/м2 - поверхностная плотность светового потока, отнесенная к единице площади проекции светящей поверхности на плоскость, перпендикулярную заданному направлению.

Нормативные документы

Государственные стандарты

Нормативные величины искусственного освещения для промышленных предприятий в СССР впервые были разработаны под руководством профессора П.М. Тиходеева и утверждены Народным комиссариатом труда СССР в 1928 г. За прошедший период нормы освещенности неоднократно пересматривались, дополнялись (в основном в сторону повышения требований к уровням освещенности рабочих мест, условиям выполнения зрительных работ).

В настоящее время параметры освещенности при проведении государственного надзора и контроля за освещением регламентируются основным документом - Строительными нормами Республики Беларусь СНБ 2.04.05-98 "Естественное и искусственное освещение" (с изм. и доп.; далее - СНБ 2.04.05-98), отражающими нормативные требования к уровням освещенности для различных условий, помещений, объектов, работ и видов деятельности. СНБ 2.04.05-98 включают требования к уровням освещения как для производственных условий на рабочих местах, так и для административных, санитарно-бытовых, общественных и жилых зданий и помещений.

ГОСТ 24940-96 "Здания и сооружения. Методы измерения освещенности" и ГОСТ 26824-86 "Здания и сооружения. Методы измерения яркости" устанавливают требования к методикам выполнения необходимых измерений уровней естественной и искусственной освещенности и яркости.

Основные требования к светильникам, осветительным приборам приведены в ГОСТ 17677-82 "Светильники. Общие технические условия", ГОСТ 15597-82 "Светильники для производственных зданий. Общие технические условия", ГОСТ 4677-82 "Фонари. Общие технические условия", ГОСТ 6047-90 "Прожекторы общего назначения. Общие технические условия".

Дополняют содержание указанных документов, конкретизируют методические особенности выполнения измерений параметров световой среды и вопросы оценки полученных результатов Методические указания 11.11.12-2002 "Измерения и гигиеническая оценка освещения рабочих мест", утвержденные Министерством здравоохранения Республики Беларусь (далее - МУ 11.11.12-2002).

С 2004 г. в республике введен в действие в качестве государственного стандарта Республики Беларусь межгосударственный стандарт ГОСТ ИСО 8995-2002 "Принципы зрительной эргономики. Освещение рабочих систем внутри помещения" (далее - ГОСТ ИСО 8995-2002). Документ определяет пути решения вопросов оптимизации эргономики зрительного восприятия с учетом физиологических особенностей человека, его зрительных способностей, выполняемой зрительной работы, предлагает пути повышения эффективности зрительной работы.

СанПиН 13-2-2007 позволяет провести оценку освещенности одного из факторов производственной среды при комплексной оценке условий труда, установить к какому классу вредности и (или) опасности следует отнести условия световой среды на данном, изучаемом рабочем месте.

Эти документы - основные в области измерений и оценки условий освещения. Различные дополнительные требования, рекомендации по оптимизации условий освещения отражены и в других нормативных и методических документах. Для ряда отраслей промышленности, отдельных производств, отличающихся дополнительными требованиями к качеству продукции и соответствующими особенностями выполнения зрительной работы, разработаны специальные отраслевые нормы, включающие требования и регламенты по освещенности рабочих мест с учетом специфики отдельных производств.

2.2. Методика проведения измерений

Порядок и методики проведения измерений, исследований, а также последующая оценка полученных данных, характеризующих параметры световой среды, проводится в соответствии с требованиями, указанными в СНБ 2.04.05-98, ГОСТ 24940-96 "Здания и сооружения. Методы измерения освещенности", СанПиН 13-2-2007.

2.2.1. Измерения освещенности от установок искусственного освещения (в том числе при работе в режиме совмещенного освещения) должны проводиться в темное время суток (за исключением ОУ, расположенных в зданиях без естественного света).

2.2.2. Освещенность рабочего места должна измеряться на рабочей поверхности, указанной в нормах искусственного освещения, в плоскости ее расположения (горизонтальной, вертикальной, наклонной).

2.2.3. При наличии нескольких рабочих поверхностей освещенность измеряется на каждой из них.

2.2.4. При наличии протяженных рабочих поверхностей на каждой из них должно быть выбрано несколько контрольных точек, позволяющих оценить различные условия освещения.

2.2.5. При необходимости оценки неравномерности освещенности в разных зонах помещения, а также при наличии требований в нормах искусственного освещения измеряется освещенность по помещению (в нескольких точках на условной рабочей поверхности 0,8 м от пола).

2.2.6. При комбинированном освещении рабочих мест вначале измеряют суммарную освещенность от светильников общего и местного освещения, затем светильники местного освещения отключают и измеряют освещенность от светильников общего освещения.

2.2.7. При наличии освещения безопасности (аварийного освещения для продолжения работы) должны быть проверены условия освещения, создаваемые этим видом освещения. При необходимости продолжения работы в аварийных ситуациях и отсутствии освещения безопасности делается отметка об этом в материалах.

3. Виды источников освещения

Говоря об источниках света, можно выделить два основных вида освещения:

- естественное;
- искусственное.

3.1. Естественное освещение

Естественное освещение создается источниками света природного характера. Его характеристики, прежде всего, зависят от времени суток, но так же определяются и географическим положением местности, временем года и состоянием атмосферы.

Естественное освещение является для человека физиологически необходимым и наиболее благоприятным. Однако оно не может в полной мере обеспечить его нормальную жизнедеятельность. Из-за этого еще в древности люди начали искать к нему дополнение – искусственное освещение.

Сегодня в качестве источников искусственного освещения, как правило, выступают лампы накаливания, люминесцентные лампы или источники света, использующие светодиоды.

3.2. Искусственное освещение

Искусственное освещение делится на несколько разновидностей. Существует четыре вида искусственного освещения. Обычно три из них устанавливаются в жилых помещениях, четвертое встречается реже.

1. Общее.

При общем освещении происходит равномерное распределение света по всей площади. Это достигается соблюдением одинакового расстояния между светильниками, которые равномерно рассеянны.

При источнике света, локализованном в одной точке, будет наблюдаться разница в яркости света, но резкие перепады будут отсутствовать. Примером может послужить расположенная посередине потолка люстра.

2. Местное.

Чтобы выделить необходимые объекты или зоны используют местное освещение. Источник света при этом располагают на определенном участке: кухонной плите, рабочем столе или части стены.

По словам дизайнеров, местное освещение играет важную роль в оформлении интерьера. Оно придает ему полноту и логическую завершенность. Например, в кабинете или спальне можно вообще использовать только одно местное освещение, полностью отказавшись от общего.

Перечисленные выше виды освещения имеют свои недостатки. Так, общее освещение исключает возможность изменения направления основного светового потока, а так же имеет чрезмерную рассеянность света.

Местное освещение наоборот позволяет выделить только конкретный участок комнаты, который ярко освещается локализованным источником света.

3. Комбинированное.

Устранить все эти недостатки можно, совместив местный и общий свет вместе. Таким образом, будет решена проблема освещенности современного жилища. Именно поэтому, комбинированное освещение, которое совмещает в себе два предыдущих вида, наиболее часто применяемый вариант.

4. Аварийное.

Описанные выше виды освещения применяются в жилых помещениях. Четвертый вид освещения – аварийное. К сожалению, его не всегда можно встретить в жилых помещениях.

Питание источников света данного вида освещения происходит от аккумуляторов. Дополнительные лампы слабой мощности автоматически включаются, когда происходит отключение основного источника.

Аварийное освещение является необходимым в помещениях, где отключение света может стать причиной получения серьезных травм.

Простейшим примером являются дома с лестницами, в которых при отсутствии освещения легко упасть. А аварийные светильники, расположенные по бокам ступеней, предохранят жильцов от подобных неприятностей.

Разновидность ламп освещения можно увидеть в данном курсовом проекте в Приложении 2.

4. Обзор существующих средств измерений

Перечень средств измерений для оценки условий освещения (таблица 1).

Таблица 1

Наименование (тип) прибора

Техническая характеристика

Пределы и единицы измерений

Питание

Масса, кг

Люксметр типа "Кварц-21"

Люксметр типа "Аргус-01"

Люксметр типа Ю-116

Люксметр типа Ю-117

Люксметр-яркомер типа

"ТКА-04/3"

Яркомер типа "Аргус-02"

Яркомер типа ФПЧ

0,1-100 000 лк

5-200 000 лк

5-100 000 лк

0,1-100 000 лк

10-200 000 лк;

10-200 000 кд/м2

5-200 000 кд/м2

0,2-50 000 кд/м2

сеть 220 В;

автономное

220 В;

постоянное напряжение

12 В

0,6

0,25

1,75

2,0

0,39

0,35

14,5

4.1. Авторское свидетельство на изобретение

Изобретение касается люксметров, которыми освещенность определяется не при помощи изменения освещенности белой поверхности, помещаемой на месте работы, подлежащем обследованию, а измерением освещенности поверхности стекла, вставляемого в люксметр.

На чертеже (рис.1) фиг. 1 изображает люксметр в вертикальном разрезе; фиг 2 — вид люксметра сбоку; фиг. 3 — люксметр в горизонтальном разрезе на. уровне нижней части фотометрической камеры; фиг. 4— то же на уровне верхней части фотометрической камеры; фиг, 5 — поперечный разрез в плоскости щелей.

Предлагаемый люксметр состоит из двух стекол М1 и М2 служащих фотометрическими поверхностями и помещенных в фотометрической камере, снабженной рукояткой Р. Стекло М1 освещается исследуемой поверхностью через трубку Тоб с прицелом ч, а стекло М2 — эталонным источником света через трубку Тл. Для сравнения освещенности указанных поверхностей через окулярную трубку Ток имеющую диафрагму Д, применены отражающее зеркало 3 и щели К1 и К2 ширина коих изменяется с помощью укрепленных на осях микрометрических винтов Ми. Снаружи фотометрической камеры помещен градуированный измерительный диск И снабженный указателями Ук.

Предмет изобретения.

1. Люксметр, отличающийся применением двух — расположенных в фотометрической камере стекол М1, М2, служащих фотометрическими поверхностями, из коих стекло М1, освещается через объективную трубку Тоб исследуемой на освещенность поверхностью, а стекло М2 освещается эталонным источником света через трубку Тл, для сравнения освещения каковых поверхностей через окулярную трубку Ток применены переменной ширины щели Ю, и К2 и отражающее зеркало 3.

2. В охарактеризованном в п. 1 люксметре применение укрепленных на осях микрометренных винтов, изменяющих ширину щелей К1 и К2, указателей Ук перемещаемых против снабженного градуированными делениями диска И.

Рис.1 фиг. 1 - люксметр в вертикальном разрезе; фиг 2 — вид люксметра сбоку; фиг. 3 — люксметр в горизонтальном разрезе на. уровне нижней части фотометрической камеры; фиг. 4— то же на уровне верхней части фотометрической камеры; фиг, 5 — поперечный разрез в плоскости щелей.

4.2. Структурная схема ИИС

На рис.2 представлена структурная схема Люксметра.

Рис.2. Структурная схема люксметра

Методика поверки

Данная методика поверки распространяется на люксметр, предназначенный для измерения освещенности в видимой области спектра (от 390 до 760 нм), и устанавливает методы их первичной поверки при выпуске из производства, после ремонта и периодической поверки в процессе эксплуатации.

Межповерочный интервал – 1 год.

Операции поверки

При проведении поверки должны быть выполнены операции, указанные в таблице 2.

Таблица 1

Наименование операции	Номер пункта методики	Проведение операции при
Наименование операции	Номер пункта методики	первичной поверке	периодической поверке
Внешний осмотр	4.1Ошибка! Источник ссылки не найден.	да	да
Опробование	4.2	да	да
Определение метрологических характеристик	4.3
3.1 Проверка относительной погрешности, вызванной отклонением градуировки	4.3.1	да	да
3.2 Проверка относительной погрешности, вызванной нелинейностью чувствительности	4.3.2	да	да
3.3 Проверка относительной погрешности измерения, вызванной отклонением относительной спектральной чувствительности от относительной спектральной световой эффективности	4.3.3	да	да
3.4 Определение основной относительной погрешности измерения освещенности	4.3.4	да	да

При получении отрицательного результата при проведении какой-либо из операций поверка прекращается.

Средства поверки

При проведении поверки должны быть применены средства, указанные в табл. 3.

Таблица 3

№ пункта мето-дики

Наименование образцового средства измерений или вспомогательного оборудования, номер документа, регламентирующего технические требования, основные технические характеристики

5.3

Психрометр аспирационный М34: от минус 25 до 50 °С; от 10 до 100 % при температуре от 5 до 40 °C;

Барометр-анероид БАММ-1: диапазон измерения от 80 до 106 кПа;

ПГ ±0,2 кПа;

Термометр ТЛ-4: ГОСТ 5.2156-73; от 0 °С до 50 °С; ц.д. 0,1 °С;

Фотометрическая скамья; длина скамьи не менее 3000 мм; ц.д. 1 мм;

Стандартный источник излучения типа “А”;

Нейтральный светофильтр, световой коэффициент направленного пропускания света от 0,4 до 0,6; ПГ ±0,5 %;

Группа фотометрических головок ФГ-96; ПГ ±1,5 %;

Лампы светоизмерительные эталонные СИС 40-100 и СИС 107-500;

ПГ ±1,5´10^-2;

Установка для измерения спектральной чувствительности фотоприемников оптического излучения в диапазоне от 300 до 1100 нм.

Примечание: Перечисленные оборудование и средства измерений могут быть заменены другими, обеспечивающими требуемую точность измерений.

Условия поверки

При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:

температура окружающего воздуха (20 ±± 5) °°C;
относительная влажность окружающего воздуха от 30 до 80 %;
атмосферное давление от 87 до 106 кПа.

Подготовка к поверке

Перед проведением поверки должны быть выполнены следующие подготовительные работы:

убедиться в наличии действующих свидетельств о поверке на используемые при поверке средства измерения;
подготовить к работе средства поверки в соответствии с требованиями эксплуатационной документации на них;
выдержать люксметры в помещении, в котором проводится поверка, в течение не менее 2 ч.;
подготовить люксметры к работе в соответствии с Руководством по эксплуатации на него.

Обзор существующих средств измерений 📙 Курсовая → 🆔 144486