Was ist ein Beleuchtungsmessgeräte?
Ein Beleuchtungsmessgerät ist ein Messgerät, das die Helligkeit einer von einer Lichtquelle beleuchteten Fläche misst.
Eine Lichtquelle kann die Sonne, eine Leuchtstoff- oder Glühlampe oder LED-Licht sein. Die Helligkeit ist definiert als Lichtstrom pro Flächeneinheit (lm/m2), ausgedrückt in Lux (lx). Die in der Studiofotografie verwendeten Auflicht-Belichtungsmesser sind ebenfalls eine Art von Beleuchtungsstärkemessern, zeichnen sich jedoch durch die Anzeige von EV-Werten aus, die leicht in Blende und Verschlusszeit umgerechnet werden können.
Verwendungszwecke von Beleuchtungsmessgeräten
Die Helligkeit der Arbeitsumgebung kann bestimmt werden. Die Beleuchtungsstärke von Beleuchtungsanlagen an Arbeitsplätzen wie Schulen, Fabriken und Büros wird beispielsweise durch die “School Environmental Health Standards”, die “Occupational Health and Safety Regulations” und die “Office Health Standards Regulations” geregelt. Dort werden Beleuchtungsmessgeräte eingesetzt, um zu messen, ob die Normen eingehalten werden.
In Wissenschaft und Technik werden Beleuchtungsmessgeräte eingesetzt, wenn die Helligkeit die Ergebnisse von Experimenten beeinflusst. Die im vorigen Abschnitt erwähnten Belichtungsmesser werden verwendet, um beim Fotografieren die richtigen Belichtungsbedingungen zu bestimmen.
Prinzip der Beleuchtungsmessgeräte
Beleuchtungsmessgeräte messen und quantifizieren die Helligkeit einer mit Licht beleuchteten Fläche. Dazu wird ein Sensor benötigt, der die Intensität des Lichts erfasst, wofür sich Fotodioden eignen. Fotodioden werden als Sensoren in Beleuchtungsmessgeräten eingesetzt, weil der Fotostrom proportional zur Lichtintensität fließt und sie einen großen Dynamikbereich haben. Das Grundprinzip eines Beleuchtungsmessgeräts besteht darin, diesen Fotostrom zu messen und in Helligkeit umzuwandeln. Als Beleuchtungsmessgerät muss es auf die folgenden beiden Elemente reagieren.
1. Ausgleich der visuellen Empfindlichkeit
Das menschliche Auge reagiert auf Licht (elektromagnetische Wellen) im Bereich von 380-700 nm mit einer Spitzenwellenlänge von 555 nm, aber die Empfindlichkeit nimmt allmählich ab, je weiter man sich von der Spitzenwellenlänge entfernt. Diese Eigenschaft ist international genormt und wird als standardisierte spektrale photopische Effizienz V (λ) bezeichnet. Die spektrale Empfindlichkeitscharakteristik einer Fotodiode hingegen unterscheidet sich völlig von V (λ), weshalb ein Sichtbarkeitskorrekturfilter in der Nähe der Fotodiodenoberfläche angebracht wird, um die spektrale Empfindlichkeitscharakteristik eines Beleuchtungsmessgeräts an V (λ) anzunähern.
2. Kosinuskorrektur
Wenn die Beleuchtungsstärke in der Ebene senkrecht zum parallelen Lichtstrom E ist, ist die Beleuchtungsstärke E’ in der um θ geneigten Ebene.
E’=E cosθ
E’ ist E’=E cosθ. Zur Durchführung der Kosinuskorrektur wird im lichtempfangenden Teil des Beleuchtungsmessgeräts ein halbkugelförmiger Transmissionsdiffusor installiert, und das diffuse Licht, das diesen Diffusor passiert, wird durch einen Korrekturfilter für die visuelle Empfindlichkeit geleitet und gelangt in die Fotodiode.
Arten von Beleuchtungsmessgeräten
Es gibt verschiedene Arten von Beleuchtungsmessgeräten, die sich nach Messbereich, Genauigkeit und Benutzerfreundlichkeit unterscheiden.
1. Analoger Typ
Hierbei handelt es sich um ein einfaches Beleuchtungsmessgerät für einfache Inspektionen, bei dem das angezeigte Ergebnis in der Regel mit Hilfe einer Nadel am Messgerät abgelesen wird. Sie werden hauptsächlich zur Überprüfung der Helligkeit von Beleuchtungskörpern wie Leuchtstoff- und Glühlampen verwendet und verbrauchen aufgrund ihrer einzigen Funktion relativ wenig Strom.
2. Integrierter digitaler Typ
Bei diesem Typ sind der Lichtempfangsteil und die Haupteinheit integriert. Im Vergleich zu den analogen Typen ist dieser Typ vielseitiger und hat einen größeren Messbereich, was ihn zum Standardtyp macht. Der Vorteil dieses integrierten Typs ist seine einfache Handhabung.
3. Separater digitaler Typ
Der Lichtempfangsteil und die Haupteinheit können für die Messung getrennt werden, was den Einfluss des von der zu messenden Person reflektierten Lichts verringert und genauere Messungen ermöglicht. Die Lichtempfangseinheit kann in der richtigen Position im Verhältnis zur Lichtquelle platziert werden, auch in hohen oder engen Räumen, was eine größere Messfreiheit ermöglicht. Separate Modelle sind in der Regel genauer und haben einen größeren Messbereich und können überall eingesetzt werden, vom Sonnenlicht bis zur Dunkelheit. Die Messgenauigkeit wird in drei Klassen eingeteilt: Klasse A, Klasse AA und Präzisionsklasse, wobei die Klasse AA und höher für industrielle Messungen verwendet wird. Früher gab es Beleuchtungsmessgeräte der Klasse B, die heute jedoch nicht mehr verwendet werden.
Weitere Informationen über Beleuchtungsmessgeräte
Wie werden Beleuchtungsmessgeräte verwendet?
Beleuchtungsmessgeräte sind einfach zu bedienen: Drücken Sie einfach die Messtaste am Beleuchtungsmessgerät und der Messwert wird angezeigt. Die relativ geringe Größe des Beleuchtungsstärkemessgeräts erleichtert die Verwendung in einer Vielzahl von Situationen, aber je nachdem, wie das Beleuchtungsstärkemessgerät verwendet wird, werden möglicherweise nicht immer korrekte Messwerte erzielt. Bei der Verwendung des Beleuchtungsstärkemessgeräts sind die folgenden Vorsichtsmaßnahmen zu beachten.
1. Reflektiertes Licht
Das Beleuchtungsmessgerät nimmt nicht nur das direkt von der Lichtquelle einfallende Licht auf, sondern auch das von den umgebenden Gegenständen reflektierte Licht und wird daher durch das von der Hand, dem Gesicht oder der Kleidung der gemessenen Person reflektierte Licht beeinflusst. Ergreifen Sie Maßnahmen, wie z. B. sich außerhalb des Lichterfassungsbereichs des Sensors zu platzieren oder Kleidung mit geringem Lichtreflexionsgrad zu tragen.
2. Punktdurchmesser des zu messenden Lichts
Bei schmalen Lichtstrahlen wie z. B. Lasern, die üblicherweise in Beleuchtungsmessgeräten verwendet werden, ist eine genaue Messung schwierig, da der Weg des Lichts, das den Sensor erreicht, je nach Einfallswinkel variiert. Bei der Messung eines Lichtpunktes, der kleiner ist als die Lichtempfangsfläche des Beleuchtungsmessgerätes (die Größe der durchlässigen Streuscheibe), wird der Fehler größer.
3. Abstand zwischen Lichtquelle und Beleuchtungsmessgeräte-Empfänger
Bei der Messung der Beleuchtungsstärke von Licht, das von einer Punktlichtquelle ausgeht, ist der Einfallswinkel auf den Sensor umso größer, je geringer der Abstand zwischen Lichtquelle und Beleuchtungsmessgerät ist, was zu Fehlern führt. Der Abstand zwischen der Lichtquelle und dem Beleuchtungsmessgerät sollte mindestens 1 m betragen. Bei der Prüfung, ob die Umgebung für Schulen, Arbeitsplätze, Fabriken usw. geeignet ist, müssen die vorgegebenen Normen und Messverfahren eingehalten werden.