Методические указания по выполнению лабораторной работы и подготовке отчета

Лабораторную работу выполняет бригада в количестве не более двух студентов.

Перед началом выполнения работы изучите полностью настоящие указания и устройство лабораторного стенда – см. рис. 4.1. Получите у преподавателя вариант выполнения работы, подготовьте таблицу (см. табл. 4.2) для записи результатов эксперимента. При выполнении лабораторной работы используется объективный люксметр Ю-116 (см. рис. 4.2) или «Аргус»-01 и лабораторная установка – стенд для исследования освещенности, изображенный на рис. 4.1.

Стенд представляет шкаф, окрашенный изнутри черной краской. Он показан на рис. 4.1 со снятой передней стенкой, состоящей из двух подвижных шторок.

В верхней части шкафа подвешиваются исследуемые светильники. Установка включает вертикальные направляющие 1, в которых перемещается подвижная рамка 2. Перемещение рамки осуществляется через тросиковую систему вращением рукоятки 3, снабженной стопором для удерживания рамки в определенном положении.

Рис. 4.1. Схема лабораторной установки – стенда для исследования

освещенности

На рамке 2 укреплена мерная линейка 4, которая может перемещаться вдоль рамки с помощью ручки 5. На подвижной линейке 4 предусмотрена полочка 6, на которую при выполнении лабораторной работы устанавливается фотоэлемент люксметра.

Люксметр Ю-116 состоит из селенового фотоэлемента 1 – см. рис. 4.2, миллиамперметра 2 и работает на принципе измерения фототока, который возникает в цепи фотоэлемента при падении на него светового потока. Сила фототока измеряется миллиамперметром, шкала которого проградуирована непосредственно в люксах.

Люксметр Ю-116 имеет две шкалы освещенности: 0-30 и 0-100. Переключение шкал производится нажатием кнопок 3, 4, расположенных на корпусе миллиамперметра 2.

Рис. 4.2. Объективный люксметр Ю-116

Применение различных светофильтров расширяет диапазон этих шкал в 10, 100, 1000 раз. Измерение освещенности начинают с применения более грубой шкалы. При необходимости можно перейти на шкалу, по которой освещенность может быть определена более точно.

Таблица 4.2

Результаты замеров освещенности для построения графиков

пространственных изолюкс светильника

Номер, тип исследуемого светильника	Тип источника света	Электрическая мощность источника света	Световой поток источника, лм	Координата h по вертикали, м	Координата d по горизонтали, м
					0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6
					Освещенность Е, лк
				0.3
				0,4
				0,5
				0,6
				0,7
				0.8

В процессе измерения экран фотоэлемента люксметра располагают в плоскости рабочего места или в другой, например, вертикальной плоскости, в которой исследуется уровень освещенности. Далее подбирают необходимую шкалу и производят отсчет.

4.4.1. Последовательность выполнения работы.

В процессе работы исследуется распределение в пространстве освещенности, создаваемой различными светильниками, строятся графики изолюкс для заданного светильника, которые используются при расчете освещения по точечному методу – см. формулу (4.7).

1) Откройте шторки стенда, установите внутри стенда образец светильника, указанный в задании. Подключите его к сети. Наборы светильников размещены справа от стенда. Перемещая вправо или влево ручку 5 (см. рис. 4.1) установите фотоэлемент люксметра под центром исследуемого светильника. Такому положению фотоэлемента соответствует горизонтальная координата, равная нулю. Значение этой координаты нанесены на мерной линейке 4.

2) Включите светильник, закройте шторки стенда и нажмите кнопку 4 люксметра – см. рис. 4.2. Если стрелка прибора отклоняется незначительно, то переходите на нижнюю шкалу – нажмите кнопку 3.

3) Вращением рукоятки 3 установите нужную координату по вертикали (расстояние от светильника до фотоэлемента). Начните со значения координаты h = 0,3 м – см. табл. 4.2. Застопорите рукоятку 3. Перемещая ручку 5 вправо, произведите замеры освещенности через каждые 0,1 м. Данные запишите в табл. 4.2. Вращением рукоятки 3 установите вертикальную координату h = 0,4м и, перемещая ручку влево, т.е. в обратном направлении, произведите вновь замеры освещенности через каждые 0,1 м. Повторите указанные действия для h = 0,5; 0,6; 0,7; 0,8 м. Заполните табл. 4.2.

4) По данным табл. 4.2 постройте графики пространственных изолюкс. С этой целью для каждой высоты h постройте кривые Е = f(d) – см. рис. 4.3. Затем на этом же графике проведите несколько горизонтальных прямых так, чтобы они пересекали не менее двух-трех кривых Е = f(d). Перенесите точки пересечения этих прямых с кривыми Е = f(d) в нижнюю часть рисунка. Координата h в этой части рисунка должна соответствовать высоте h, для которой построена кривая Е = f(d), пересеченная в данной точке прямой. Полученные точки на рисунке соедините кривой. Таким образом должно быть построено не менее 4-5 графиков пространственных изолюкс.

Рис. 4.3. Пример построения графиков изолюкс

5) Используя полученные графики пространственных изолюкс, рассчитайте необходимый световой поток и требуемую электрическую мощность лампы с учетом обеспечения нормативной горизонтальной освещенности на некотором условном рабочем месте с использованием данных, указанных в табл. 4.3.

Расчет нужно выполнять по следующей формуле, которая вытекает из выражения (4.7)

, (4.9)

где F – необходимый световой поток для получения нормативной освещенности Е_н на рабочем месте;

К – коэффициент запаса;

е – условная горизонтальная освещенность, определяемая по полученным в работе графикам изолюкс для заданных значений d и h;

F_и – световой поток лампы в исследованном светильнике, лм.

Таблица 4.3

Исходные данные для расчета горизонтальной освещенности на

условном рабочем месте

Номер варианта	Тип лампы накали-вания	Нормативная освещенность, Е_н, лк	Коэффициент запаса k	Координата по горизонтали d, м	Координата по вертикали h, м
1	Б	400	1,15	0,35	0,35
2	Б	400	1,2	0.40	0,30
3	Б	300	1,3	0,25	0,35
4	БК	200	1,7	0,25	0,30
5	БК	200	1,4	0,35	0,40
6	БК	300	1,5	0,40	0,35
7	Б	150	1,3	0,30	0,30
8	Б	150	1,2	0,25	0,35
9	БК	200	1,7	0,35	0,40
10	БК	300	1,15	0,25	0,40

Значение F_и берут из табл. 4.2, значение Е_н, k, d, h – из табл. 4.3.

Зная F, по табл. 4.1 подбирают ближайшее значение электрической мощности лампы указанного типа (Б, БК или ЛЛ). Выбранный тип лампы указывают в отчете.

6) Используя данные табл. 4.2, для указанного преподавателем значения высоты h рассчитайте среднее значение освещенности

, где n = 7 (7 точек замеров).

Ориентируясь на это значение освещенности и табл. 4.4, укажите характеристику зрительной работы, наименьший размер объекта различения и какому разряду и подразряду зрительной работы соответствуют те работы, которые можно выполнять при этом значении освещенности.

4.4.2. Указания по подготовке отчета по работе

Отчет оформляется индивидуально каждым студентом на двойном тетрадном листе и должен быть выполнен в следующей последовательности:

1) Запишите цель работы, вычертите лицевую панель лабораторного стенда и изображение люксметра, укажите расположение и названия приборов, назначение органов управления.

2) Начертите таблицу 4.2 для записи результатов измерений.

3) Произведите необходимые измерения освещенности в соответствии с вариантом, заполните таблицу 4.2

4) Произведите расчет средней освещенности Е_ср для заданной высоты h.

5) Постройте графики пространственных изолюкс светильника по форме рис. 4.3.

6) Произведите расчет необходимого светового потока F и все необходимые пояснения по определению электрической мощности лампы, которая может обеспечить нормативное значение освещенности Е_н на заданном уловном рабочем месте.

7) Определите характеристику зрительной работы, наименьший размер объекта различения, разряд и подразряд зрительной работы, соответствующие среднему значению освещенности Е_ср.

Таблица 4.4

Нормируемые значения общей освещенности, лк

Характеристика зрительной работы	Наименьший или эквивалентный размер объекта различения, мм	Разряд зритель-ной работы	Подряз-ряд зритель-ной работы	Контраст объекта с фоном	Характерис-тика фона	Освещен-ность
Наивысшей точности	менее 0,15	I	а	малый	темный	-
			б	малый средний	средний темный	1250
			в	малый средний большой	светлый средний темный	750
			г	средний большой »	светлый » средний	300 300 200
Очень высокой точности	от 0,15 до 0,30	II	а	малый (М)	темный	-
			б	малый средний	средний темный	750 600
			в	малый средний большой (Б)	светлый средний темный	500 500 400
			г	средний большой большой	светлый светлый средний	300 300 200


Продолжение табл. 4.4
Характеристика зрительной работы	Наименьший или эквивалентный размер объекта различения, мм	Разряд зритель-ной работы	Подряз-ряд зритель-ной работы	Контраст объекта с фоном	Характеристика фона	Освещен- ность
Высокой точности	от 0,30 до 0,50	III	а	М	Т	500
			б	М СР	СР Т	300 200
			в	М СР Б	СВ СР Т	300 300 200
			г	СР Б Б	СВ СВ СР	200 200 200
Средней точности	св. 0.5 до 1,0	IV	а	М	Т	300
			б	М СР	СР Т	200 200
			в	М СР Б	СВ СР Т	200 200 200
			г	СР Б Б	СВ СВ СР	200 200 200

Продолжение табл. 4.4
Характеристика зрительной работы	Наименьший или эквивалентный размер объекта различения, мм	Разряд зритель-ной работы	Подряз-ряд зритель-ной работы	Контраст объекта с фоном	Характерис-тика фона	Освещен- ность
Малой точности	Св. 1 до 5	V	а	М	Т	300
			б	М СР	СР Т	200 200
			в	М СР Б	СВ СР Т	200 200 200
			г	СР Б Б	СВ СВ СР	200 200 200
Грубая (очень малой точности	Более 5	VI	-	Независимо от характе-ристик фона и контраста объекта с фоном		200
Работа со светящимися материалами и изделиями в горячих цехах	Более 0,5	VII	-	То же		200

Окончание табл. 4.4
Характеристика зрительной работы	Наименьший или эквивалентный размер объекта различения, мм	Разряд зритель-ной работы	Подряз-ряд зритель-ной работы	Контраст объекта с фоном	Характерис-тика фона	Освещен- ность
Общее наблюдение за ходом производственного процесса:		VIII
Постоянное			а	То же		200
Периодическое при постоянном пребывании людей в помещении			б	То же		75
Периодическое при периодическом пребывании людей в помещении		VIII	в	То же		50
Общее наблюдение за инженерными коммуникациями		VIII	г	То же		20

Примечание: Для промежуточных значений температур относительная влажность определяется линейной интерполяцией.

Меры безопасности

1) Не касайтесь электрических проводов лабораторного стенда, осветительной арматуры.

2) В связи с изложенным в предыдущем пункте при выполнении работы нужно соблюдать меры электробезопасности. Запрещается выворачивать источники света из исследуемых светильников.

3) Соблюдайте осторожность при считывании информации с исследуемых светильников, при подвешивании светильников внутри стенда.