Яркометр для самосветящихся поверхностей

Применение люксметра в качестве яркомера: измерение яркости самосветящихся поверхностей контактным способом.
Хотите узнать яркость своего монитора или смартфона? Легко!
Здесь первая часть из серии обзоров «Яркометр».

1. Время бежит неумолимо, а доступных яркометров на рынке не становится больше.
А количество задач наоборот постоянно увеличивается:
— ремонт мониторов\телевизоров (равномерность яркости экрана)
— разработка световой рекламы\биллбордов\т.д.
— освещение сцен (театры, массовые мероприятия и т.д.)
— аттестация рабочих мест

Основные «потребители» яркометров — промышленные предприятия и организации: службы охраны труда и техники безопасности, учебные заведения, научные центры, музеи, библиотеки и архивы, предприятия транспорта и связи, центры метрологии и сертификации, медицинские учреждения, центры Госсанэпиднадзора и т.д.

Как правило, стоимость яркометров в разы выше стоимости люксметров.
Поэтому при светотехнических измерениях максимально стараются использовать именно люксметры, а не яркометры.

Нормативная база, как обычно, хромает на обе ноги отстаёт. (Имхо)
Типичный пример — сертификация фар транспортных средств.
Чем ещё, как ни яркометром, можно быстро и точно определить ослепляющее действие фар?


«СНиПы пишут ради получения взяток теми, кто будет вести надзор за их исполнением. Абсолютно везде так. Закрутить до предела гайки и создать непреодолимую стену перед людьми ради того, чтобы потом за деньги решать их проблемы.» ©



2. Ещё раз о терминологии.

Список нормативной и другой специальной литературы.
1. ГОСТ 8.014-72 Методы и средства поверки фотоэлектрических люксметров.
2. ГОСТ 26824-86 Методы измерения яркости.
3. Гуревич Фотометрия. Теория, методы и приборы. 1983
4. Айзенберг Ю.Б Справочная книга по светотехнике
5. Сикорский В.В., Стельмах Г.Ф. Методы спектрометрии и фотометрии
6. Справочная книга по светотехнике под ред Айзенберга. 1983
7. СНиП 23-05-95 ЕСТЕСТВЕННОЕ И ИСКУССТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ
8. Внешний контраст для OLED дисплеев
9. ГОСТ 25024.5-87. Индикаторы знакосинтезирующие. Методы измерения собственного яркостного контраста и неравномерности собственного яркостного контраста.
10. ОСВЕЩЕНИЕ РАБОЧИХ МЕСТ ВНУТРИ ЗДАНИЙ Нормы и методы измерений
11. ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ Метод определения показателя дискомфорта при искусственном освещении помещений
12. ГОСТ Р 50923-96. Дисплеи. Рабочее место оператора. Общие эргономические требования и требования к производственной среде. Методы измерения

«Представители» самосветящихся поверхностей:
— экраны мониторов, смартфонов и подобн.
— телевизоры
— светодиодные лампы и светильники (плоские поверхности рассеивателей)
— различные светящиеся вывески, в которых выполнена подсветка изнутри (на просвет)
— игрушки
и т.д.

3. Идея использовать люксметр для измерения яркости самосветящихся поверхностей контактным способом
уже давно используется в калибраторах для мониторов:

Если снять корректирующий светофильтр, то под ним находится… молочный рассеиватель фотоприёмника:
Напомню, что молочный рассеиватель — это неотъемлемый элемент в конструкции люксметров.

Неудивительно, что идея использовать люксметр за 10 долларов давно терзает пытливые умы.


4. Выбираем люксметр.
Для поставленной задачи удобен любой люксметр, у которого сенсор в отдельном корпусе и соединён с показывающей частью кабелем.
Но я рекомендую использовать именно модель HS1010A.

Мой старенький люксметр HS1010 был куплен более 5 лет назад. И когда приехала версия HS1010A, первым же делом сравнил показания:


5. Превращение люксметра в… яркометр.
Для этого потребуется особая деталь: кольцо диаметром 50 мм и высотой 10 мм.
Кольцо можно изготовить на 3д принтере, выточить на токарном или склеить из полоски бумаги.

Мой экземпляр был вырезан (при помощи ножовки и ножниц по металлу) из чёрной пластиковой крышки от антиперсперанта.
Кольцо следует установить вместо защитной крышки фотоэлемента:

В качестве образцового измерителя яркости — калибратор Spyder 2 Pro.

6. Замер яркости экрана монитора.
Сначала определяется яркость самосветящейся поверхности калибратором (90,2 кд/м2).
Затем — люксметром с установленным специальным кольцом:

По калибратору 90,2 кд/м2
По люксметру 120 единиц
По ЦФК 100 кд/м2

Причина расхождения показаний — линейчатый (ака полосатый) спектр излучения матрицы монитора. В 1-й части было предупреждение про линейчатые спектры. ;)

7. Замер яркости экрана смартфона Asus ZB500kg.
По спекам — макс. яркость 452 кд/м².
Яркость экрана — на максимум, авторегулировка отключена.
Картинка — 1920*1280 255/255/255 (белый цвет).

Получены цифры:
— по калибратору 332 кд/м2
— по ЦФК 345 кд/м2
— по люксметру HS1010 324 кд/м2
— по люксметру HS1010A 365 кд/м2

Показания более-менее сходятся, что не может не радовать.

8. Контрольный «выстрел».
Ещё одна проверка по методу из справочника:

Площадь светящейся поверхности (экран asus 500kg) 62*110 мм = 0,00682 м2
Расстояние 1,00 м
Замер освещённости высокочувствительным люксметром (это отдельная тема для обзора): 2,37 лк

Lx = 2,37 лк * (1 м)^2 / 0,00682 м2 = 347,5 кд/м2

Т.е. все пять вариантов выдали примерно одинаковое значение: около 345 кд/м2.

9. Выводы.
Способ показывает достоверные значения. Можно пользоваться.
Пересчётный коэффициент для адаптерного кольца составил примерно единицу.
Т.е. показание люксметра в люксах численно равно значению яркости в кд/кв.м.

Какой будет коэффициент с другими моделями люксметров не могу ответить.
Вероятно, тоже примерно около единицы.
Размеры адаптерного кольца влияют значительно.
Для большей точности желательно сравнить с калибратором.


Всем удачных экспериментов!