Název a adresa školy: Střední odborné učiliště stavební, Opava, příspěvková organizace, Boženy Němcové 22/2309, 746 01 Opava Název operačního programu: OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost, oblast podpory 1.5 Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0713 Název projektu: Zvyšování klíčových aktivit Předmět, ročník: Elektrická měření, ročník 2.,3.- elektro, 3. ročník – mechanik Název sady vzdělávacích materiálů: Elektrická měření Sada číslo: ICT-72B Pořadové číslo vzdělávacího materiálu: 15 Označení vzdělávacího materiálu: VY_32_INOVACE_ICT-72B-15 Téma vzdělávacího materiálu: Měření osvětlení Druh učebního materiálu: DUM Autor: Ing. Karel Stacha Anotace: DUM popisuje základní metody a postupy měření osvětleni Potřebná zařízení - Interaktivní pracoviště, kalkulačka, měřicí přístroje, svítidla Metodické poznámky: Materiál je vhodný pro učební obory technické Vytvořeno: 7.10.2013 Ověření ve výuce: 7.10.2013

Měření osvětlení Druhy el. zdrojů světla Žárové - Žárovky Výbojové - Výbojky Luminiscenční – LED, LCD Žárovky Jsou to umělé světelné zdroje, vyzařující světlo z vlákna rozžhaveného elektrickým proudem.Teplota vlákna je u žárovek vakuových asi 2000 °C, u žárovek plněných plynem přibližně 2 600 °C a u žárovek promítacích a fotografických kolem 3000°C. Čím větší je teplota vlákna, tím větší je měrný výkon. S teplotou vlákna se však zkracuje technický život žárovky. Jako plyn se používá směs bud argonu, nebo kryptonu (tj. plyn, který špatně vede teplo) s dusíkem (který zabraňuje odpařování vlákna). Odpor vlákna za tepla je více než l0krát větší než odpor za studena Halogenové žárovky Je to žárovka plněná plynem s příměsí určitého množství halogenu. Podstatou je využití termochemické vratné reakce wolframu a halogenu. Jako halogen se nejčastěji používá jód.

Měření osvětlení Druhy el. zdrojů světla Výbojky Jsou to světelné zdroje, u nichž světlo vzniká při elektrickém výboji v ionizovaných plynech nebo v kovových parách nebo v jejich směsi. Typickou vlastností výboje v plynu je záporná odporová charakteristika výboje (odpor výboje klesá s rostoucím proudem). Proto nemůžeme výbojové zdroje připojovat na sít přímo, ale jen v sérii s předřadníkem (rezistor, tlumivka). Rozdělení výbojových zdrojů: Podle elektrod se studenými elektrodami; výboj je v nich samostatný, VN trubice s elektrodami žhavenými po celou dobu svícení; výboj je nesamostatný, indukční se žhavenými elektrodami jen pro zapálení výboje;výboj je samostatný; žhaví se pouze při zapálení, zářivky Podle typu výboje doutnavý / obloukový Podle druhu plynu plyn; dusík, oxid uhličitý, vzácné plyny (neón, hélium, argon, krypton, xenon) kovové páry; rtuť a sodík. Podle tlaku plynu nízkotlaké / vysokotlaké

Měření osvětlení Druhy el. zdrojů světla Výbojky Podle druhu spektra světla čárové, výbojky spojité smíšené, luminofor Luminiscenční LED – světlo emitující diody Časová posloupnost výroby LED diod Červená Oranžová, žlutá Zelená Modrá Bílá Výkonová bílá OLED – organické LED, umožňují vyrobit flexibilní (ohebné) svítidlo LCD – velkoplošné svítidlo s nízkým jasem

Měření osvětlení Druhy el. zdrojů světla Srovnání parametrů T chromat. [°K] doba života [hod] světelná účinnost [lm/W] index podání barev Ra[-] žárovka 2700 1000 9 ÷14 100 halogenka 3000 2000 22 zářivka komp. 2700 ÷3400 15000 50 ÷ 80 80 rtuťová výbojka 12000 50 ÷80 50 halogenidová v. 2700 ÷3200 6000 120 ÷150 >90 sodíková nízkot. 24000 130 ÷200 sodíková vysokot. 16 ÷28000 až150 20 ÷30 sodíkoxenonová v 56 75 ÷85 sírová výb. 50000 130 85 směsová výbojka 3500 16000 LED 50 ÷100000

Měření osvětlení Druhy svítidel Přímá – do spodního poloprostoru vyzařují nejméně 90% světelného toku. V osvětleném prostoru je dobrá viditelnost, mají dobrou účinnost a snadno se udržují. Hodí se do vysokých a tmavých míst (tovární haly, pouliční osvětlení, obchody…) Převážně přímá – do spodního poloprostoru vyzařují 60 až 90% světelného toku. Smíšená – do spodního poloprostoru vyzařují 40 až 60% světelného toku.

Měření osvětlení Druhy svítidel Převážně nepřímá – do horního poloprostoru vyzařují 60 až 90% světelného toku. Osvětlení je rovnoměrné, ale účinnost je nízká. Hodí se do pracovně nenáročných prostorů (byty, chodby, restaurace…) Nepřímá – do horního poloprostoru vyzařují nejméně 90% světelného toku. Osvětlení nevytváří stíny a je rovnoměrné. Účinnost je ale okolo 30 až 40%. Svítidla se hodí do reprezentačních prostor (muzea, galerie, divadla…) Rozložení světla lze usměrnit pomocí: - reflektoru, odrazem světla - difuzoru, rozptylováním světla refraktoru, lámání světla čočkami, plochami - stínidla, zabrání oslnění částečným zakrytím zdroje světla (vysoký jas), a tak zachytí světelný tok v nevhodném směru

Měření osvětlení Druhy svítidel Rozložení světla svítidla Znázorňuje polární graf svítivosti, který vydává každý výrobce ve svém podrobném katalogu jim vyráběných svítidel pro každé svítidlo Pro nesymetrické svítidlo jsou třeba dva grafy, jeden pro osu x, druhý pro osu y. Pokud svítidlo je symetrické v ose x i y, stačí jeden graf Soustředné kruhy jsou cejchované ve svítivosti [cd]

Měření osvětlení Fotometrie

Měření osvětlení Druhy měření Fotometrie - měření světelných hodnot bez ohledu na barvu a vlnovou délku Kolorimetrie – měření barevných vlastností světla Spektrometrie – analyzuje složky světla podle vlnové délky Metody měření Subjektivní (vizuální), výsledky měření se získávají porovnáním jasu okem měřeného zdroje s jasem normálového zdroje pomocí přístroje fotometru. Lze rovněž porovnávat kontrast, barvu nebo kolísání světla. 1 měřené světlo 2 světelný normál 3 optický hranol 4 okulár 5 pozorovatel

Měření osvětlení Metody měření Objektivní (fyzikální), výsledky měření se získávají jako údaj přístroje luxmetru. Ten je vybaven: Fotodiodou – nepotřebuje napájení, závislost emisního proudu na intenzitě osvětlení je nelineární Fototranzistorem – vyžaduje napájení, citlivost je větší Spektrální citlivost a rozsah měření se upravuje korekčními a redukčními filtry 1 spektrální citlivost lidského oka 2 spektrální citlivost fotočidla

Měření osvětlení Metody měření, výpočty Bodová metoda, skutečný zdroj nahradíme bodovým, přímkovým nebo plošným zdrojem. Intenzitu osvětlení přímého osvětlení pracovní roviny určujeme ve vhodných bodech rovnoměrně umístěných. Bodová metoda se hodí, když nemusíme počítat s vlivem odraženého světla, např. osvětlení ulic, náměstí, nádražní nebo tovární haly. K výpočtu potřebujeme čáru svítivosti (polární graf svítidla vydává výrobce)

Měření osvětlení Metody měření, výpočty Toková metoda, výpočet hodnoty intenzity osvětlení E v uvažovaném místě na pracovní rovině, při dostatečně rovnoměrném rozložení světelného toku, ze dvou složek: Přímé Ed, příčinou je světelný tok zdroje dopadající přímo - Nepřímé Eo, příčinou je světelný tok odražený od stěn stropů,apod. Toková metoda se hodí, když počítáme s vlivem odraženého světla, např. osvětlení místností se světlými stěnami. Další nutné údaje Půdorys a nárys stavby, světelné vlastnosti stěn a stropu (odrazivost látek), instalace a vnitřní zařízení (účel prostoru), pracovní účel (požadovaná intenzita osvětlení) Celkový světelný tok pro požadovanou průměrnou intenzitu osvětlení: Počet svítidel: Epk – průměrná intenzita osvětlení S – plocha místnosti η – účinnost svítidel μ – činitel znečištění světel ϕ1 – světelný tok jednoho svítidla

rovnoměrnost osvětlení Měření osvětlení Metody měření, výpočty Kontrola rovnoměrnosti osvětlení, určuje se jako poměr maximální intenzity osvětlení Emax k minimální intenzitě Emin. V případě místního přídavného osvětlení se poměří intenzita v místě osvětlení a intenzita ve vzdálenosti 0,7m od tohoto místa. Minimální hodnoty průměrného osvětlení jsou závislé na zrakové náročnosti práce kategorie prostoru I II III zraková náročnost malá průměrná velká rovnoměrnost osvětlení 5:1 3:1 2:1

Měření osvětlení Metody měření, výpočty Kontrola průměrného osvětlení, určuje se plošnou integrací pracovní plochy. Plocha se rozdělí na stejné dílčí plochy. V několika místech dílčí plochy se změří osvětlení a vypočítá se průměrné osvětlení. Pokud jsou plochy nestejné, průměrné osvětlení se vypočte: E1,E2,En jsou intenzity osvětlení změřené ve středu ploch Příklad měřicích míst v pravidelném prostoru pro různá uspořádání svítidel. P,O,R,T jsou měřicí místa

Doporučená literatura Elektrotechnická měření, nakladatelství BEN, s Doporučená literatura Elektrotechnická měření, nakladatelství BEN, s.250,ISBN 80-7300-022-9 Zdroje Obrázky: archív autora