1

Politechnika Lubelska

Wydział Elektrotechniki i Informatyki

Katedra Sieci Elektrycznych i Zabezpieczeń

Laboratorium Instalacji i Oświetlenia Elektrycznego

Ćwiczenie nr 6

POMIAR NATĘŻENIA OŚWIETLENIA I LUMINANCJI

2

POMIAR NATĘŻENIA OŚWIETLENIA I LUMINANCJI

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z zasadami wykonywania pomiarów natężenia

oświetlenia i luminancji.

WIADOMOŚCI PODSTAWOWE

Dobre

oświetlenie jest uzależnione od wielu warunków, warunki te wynikają

z psychofizjologii, estetyki i ekonomii. Na jakość widzenia w danym otoczeniu wpływają
bezpośrednio warunki panujące w jej środkowym polu widzenia, pośrednio natomiast
warunki w pozostałych częściach pola widzenia i w tych częściach otoczenia, które przy
poruszaniu mogą znaleźć się w obrębie jej obwodu. Dobre widzenie zależy również od
luminancji, kontrastu, a także od rozmiaru kątowego najmniejszego szczegółu, który ma być
zauważony. Przy dostatecznym równomiernym rozkładzie luminancji w polu widzenia, oraz
przy danym rozmiarze szczegółu, kontraście jego z tłem i czasie na którym ten szczegół się
ukazuje, wówczas wzrost luminancji powoduje poprawę jakości widzenia. Przy znanych
współczynnikach odbicia powierzchni pracy, luminancja jest ściśle związana z natężeniem
oświetlenia, którego minimalna wartość jest podana w normie PN-84/E-02033 „Oświetlenie
wnętrz światłem elektrycznym”. Duży wpływ na jakość widzenia ma kontrast tła ze
szczegółami. Jeżeli kontrast jest mały to zwiększenie go jest możliwe poprzez odpowiednie
ukształtowanie luminancji. Jednak największy wpływ na dobrą widoczność drobnych
przedmiotów ma powiększenie ich rozmiaru kątowego.
Powiększenie kąta można realizować następującymi metodami:
− zmniejszenie odległości przedmiotu od oka,

− pozorne powiększenie przedmiotu,

− istotne zwiększenie przedmiotu.
Dobre postrzeganie jest najlepsze wówczas, kiedy całe pole widzenia ma równomierny
rozkład luminancji. Dla otrzymania możliwie równomiernej luminancji, należy unikać
wszelkich jaskrawych punktów i powierzchni zbyt mocno oświetlonych w stosunku do
współczynnika odbicia, jak również płaszczyzn słabo oświetlonych. Poza warunkami
psychofizjologicznymi, duży wpływ na oświetlenie maja warunki estetyczne, dlatego też
oświetlenie powinno stanowić jeden z elementów kompozycyjnych całości obrazu w polu
widzenia. Oświetlenie powinno podkreślać całość lub poszczególne fragmenty obrazu,
przestrzeni, a także wzmocnić atrakcyjność obrazu.

Pomiar oświetlenia można realizować dwoma metodami:
− subiektywną,

− obiektywną.
Metoda subiektywna polega na porównaniu przez obserwatora luminancji wzorcowej
z luminancją mierzoną. Nie jest ona obecnie stosowana.
Metoda obiektywna jest najpopularniejszą metodą pomiaru natężenia oświetlenia, co
realizowane jest za pomocą ogniwa fotoelektrycznego selenowego lub krzemowego
i mikroamperomierza wyskalowanego w luksach.

Przy wykonywaniu pomiarów luksomierzem obiektywnym należy zapewnić

podstawowe wymagania, dotyczące dokładności wykonywania pomiarów. Wykonując pomiar
w dużych pomieszczeniach, światło na powierzchnię czynną ogniwa pada z różnych
kierunków. Strumień świetlny pochodzący z opraw znajdujących się z boku w stosunku do
ogniwa fotoelektrycznego pada pod dużym kątem i ilość światła padająca na ogniwo
ograniczona jest obrzeżem ogniwa, które zmniejsza czynną powierzchnię fotoogniwa. Światło

3

padające ukośnie ulega również częściowemu odbiciu od powierzchni ogniwa pokrytej
lakierem, dlatego ogniwo fotoelektryczne powinno posiadać nakładkę do korekcji
kosinusowej strumienia światła. Osoba wykonująca pomiary powinna również być ubrana
w odpowiedni ubiór nie powodujący odbicia strumienia świetlnego np. biały fartuch.
Ogniwo fotoelektryczne nie powinno znajdować się blisko osoby wykonującej pomiary. Do
wykonania pomiarów i wyeliminowaniu wpływu osoby wykonującej pomiary wykorzystuje
się odpowiednie wózki pomiarowe. Konstrukcja wózka pomiarowego stosowanego wewnątrz
pomieszczeń i na terenach otwartych przedstawiona jest na rys 1.

Rys. 1. Luksomierz z ogniwem na wózku do pomiarów natężenia oświetlenia w terenie.

Wózek pomiarowy do pomieszczeń zamkniętych posiada regulację wysokości fotoogniwa.
Regulacja tej wysokości wynika z różnej płaszczyzny pomiarowej, która jest:
− przy pomiarach oświetlenia ogólnego wnętrz jako płaszczyznę pomiarową przyjmuje się

wysokość 0,85 m nad podłogą,

− przy pomiarach natężenia oświetlenia miejscowego w płaszczyźnie pracy wzrokowej,

− przy pomiarze oświetlenia traktów komunikacyjnych we wnętrzach na podłodze,

− przy pomiarach natężenia oświetlenia terenów otwartych na powierzchni ziemi.
Badaną płaszczyznę należy podzielić na odpowiednią liczbę części, których wymiar i liczba
jest uzależniona od wymiarów badanej płaszczyzny i dokładności pomiarów.
Posługując się luksomierzem obiektywnym można dokonać pomiaru współczynnika
odbicia jak również luminancji. Dla wykonania pomiaru współczynnika odbicia (rys 2) należy
wykonać pomiar natężenia oświetlenia pochodzącego od strumienia padającego na
płaszczyznę E

pad

, następnie mierzy się natężenie oświetlenia pochodzące od strumienia

odbitego od ściany E

odb.

Ze stosunku natężenia oświetlenia odbitego do natężenia padającego

obliczamy współczynnik odbicia.

Rys. 2. Pomiar odbicia dużej powierzchni równomiernie oświetlonej.

4

pad

odb

E

E

=

ρ

(

0.1

)

Luminancje tej płaszczyzny można obliczyć z zależności:

odb

E

L

32

,

0

=

(

0.2

)

gdzie: 0,32 jest współczynnikiem proporcjonalności.
Przed przystąpieniem do pomiarów należy wykonać czynności wstępne jakimi są:
− ustalenie przybliżonej wartości mierzonej,

− ustalenie wpływu czynników zewnętrznych na ewentualne odchyłki pomiarów,

− sprawdzenie poprawności działania miernika,
− ustalenie formy notowania wyników pomiarów.
W protokole pomiarów natężenia oświetlenia należy podać:
1. Charakterystykę obiektu.
2. Nazwę pomieszczenia.
3. Rodzaj wykonywanej pracy.
4. Wymagania oświetleniowe (minimalne natężenie oświetlenia, konieczność rozróżniania

barw).

5. Wartość natężenia oświetlenia według dokumentacji.
6. Wymiary pomieszczenia.
7. Struktura wnętrza (tablica 1).

Materiał Barwa Rodzaj

powierzchni

Stopień

zabrudzenia

Ściany

Strop

Podłoga

8. Oświetlenie dzienne.
9. Urządzenia oświetleniowe.
10. Wysokość zawieszenia.
11. Czas użytkowania obiektu od momentu wymiany źródeł światła.
12. Data ostatniej konserwacji opraw oświetleniowych.
13. Moce zainstalowanych źródeł światła.
14. Zastosowane przyrządy pomiarowe.
15. Rozmieszczenie punktów pomiarowych.
16. Temperatura powietrza w pomieszczeniu.
17. Współczynnik odbicia światła od elementów budowlanych i wyposażenia.
18. Rozkład luminancji.
19. Średnie natężenie oświetlenia, równomierność oświetlenia, cienistość.
20. Wnioski.

PROGRAM ĆWICZENIA.

Należy wykonać pomiary natężenia oświetlenia w sali podanej przez prowadzącego,
luksomierzem obiektywnym wyposażonym w ogniwo krzemowe, a następnie selenowe.
Pomieszczenie należy podzielić na kwadraty o boku 0,5 m. Za punkty pomiarowe natężenia
oświetlenia należy przyjąć środki kwadratów. Na planie pomieszczenia należy zaznaczyć
położenie opraw oświetleniowych, drzwi i okien.
Wskazania pomiarowe wartości natężenia oświetlenia należy nanieść w prawym górnym rogu
siatki na planie pomieszczenia, różnym kolorem dla poszczególnych luksomierzy.

5

Pomiar cienistości

Pomiar cienistości przeprowadzić w warunkach zasłonięcia postaciowego, występującego
w rzeczywistości przy pisaniu lub wykonaniu pomiarów. Pomiar cienistości wykonać w 3 – 6
przyjętych punktach pomiarowych na stolikach audytoryjnych, dla każdego punktu wykonać
należy jednokrotne odczyty natężenia oświetlenia przy nie zacienieniu ogniwa E

c

i przy

zacienieniu ogniwa osobą siedzącą przy stoliku E

v

w sposób charakterystyczny dla pisania.

Wyniki notować w tablicy 2.

Ec

E

E

C

v

c

−

=

( 0.3 )

Tablica 2.

Miejsce pomiarowe

E

c

[lx]

E

v

[lx]

E

c

-E

v

[lx]

Cienistość

Pomiar luminancji powierzchni

Tablica 3.

Miejsce pomiarowe

E

odb

[lx]

E

pad

[lx]

ρ

L

[nit]

Średnie natężenie oświetlenia

∑

=

=

n

i

i

śr

E

n

E

1

1

( 0.4 )

Równomierność oświetlenia

śr

śr

E

E

min

=

δ

( 0.5 )

max

min

min

E

E

=

δ

( 0.6 )

SPOSÓB OPRACOWANIA WYNIKÓW POMIARÓW

W celu poprawnego opracowania wyników pomiarów należy wykonać:
1. Rysunek pomieszczenia z naniesionymi wartościami natężenia oświetlenia.
2. Wykreślić linie izoluksów.
3. Porównać wyniki pomiaru luksomierzem selenowym i krzemowym.
4. Ocenić wyniki pomiarów zgodnie z obowiązującą normą.