Введение

Косинусная коррекция — термин, часто встречающийся при работе с осветителями, однако он может вводить в некоторое заблуждение как по своему значению, так и по связи с осветителями. В данной статье мы стремимся пролить свет на эту концепцию, рассмотрев следующие ключевые аспекты:

1. Что такое косинусная коррекция?
2. Что такое Lux Light Meter?
3. Косинусная коррекция и свет
4. Более глубокое погружение в косинус
5. Зачем люксметрам нужна косинусная коррекция?
6. Тестирование измерителей освещенности | UPRtek Решения с косинусной коррекцией
7. Важность косинусной коррекции

Что такое косинусная коррекция?

Косинусная коррекция — это математическая модель, предсказывающая интенсивность света при различных углах падения. Он тесно связан с люкс — метрикой, используемой для количественной оценки количества света, освещающего поверхности.

Светомеры играют важную роль в различных сферах освещения, например, в библиотеках, где измеряют люкс, чтобы определить оптимальное количество света, необходимое для создания адекватной и комфортной среды для чтения.

Модель косинусной коррекции обеспечивает точность измерений люкс, выполняемых светомерами, и отражает реальные условия освещения.

Рис. 3 — Измерение люкса с помощью светового прибора

Что такое Lux Light Meter?

Lux означает «световой поток» и представляет собой количество света, освещающее стандартную площадь квадратного метра. Количество света измеряется в люменах — поэтому метрика люкс будет в люменах/м². Люкс обычно измеряется с рабочей плоскости или поверхности, например, стола (Рис. 3).

Существуют нормы освещенности для общественных мест, разработанные светотехническими организациями (См. Рис. 3a). Дизайнеры освещения и архитекторы используют световые метры для определения уровня освещенности в люксах в соответствии с этими стандартами.

Рис. 3а — Стандарты LUX для общественных мест

Косинусная коррекция и свет:

Основа модели косинусной коррекции восходит к закону косинуса Иоганна Генриха Ламберта, сформулированному в 1760 году. Этот закон объясняет, как уменьшается интенсивность света на поверхности при увеличении угла падения. Проще говоря, источник света, расположенный непосредственно над поверхностью, будет давать более интенсивный свет по сравнению с источником, светящим под углом.

Ламберт вывел формулу, связывающую интенсивность света под углом с полной интенсивностью света при прямом падении:

I_angle = I_zero * cos(θ)

• I_zero представляет собой полную силу света под углом 0° (прямо над головой).
• Cos(θ) — это математическая функция, где θ представляет собой рассматриваемый угол.
• I_angle — результирующая сила света под указанным углом.

Cos(θ) — это функция, возвращающая значения от -1 до 1. Эта величина выступает в качестве множителя, помогающего предсказать интенсивность света под углом на основе оригинального закона косинуса Ламберта

Более глубокое погружение в косинус:

Косинус — тригонометрическая функция в математике, особенно часто используемая при изучении треугольников, их сторон и углов. Подобно тому, как изменение одного угла треугольника влияет на всю его конфигурацию, изменение угла падения света приводит к пропорциональному изменению интенсивности света. Именно поэтому функция косинуса получила такое меткое название и играет ключевую роль в косинусной коррекции.

Зачем люксметрам нужна косинусная коррекция?

Важно уточнить, что световые приборы не используют непосредственно расчеты косинусной коррекции для определения люкса. В сложных условиях, таких как публичная библиотека, практически невозможно измерить весь входящий свет под разными углами и применить косинусоидальную коррекцию к каждому источнику.

Вместо этого в светодальномерах используется «рассеиватель», часто называемый «косинусным рассеивателем». Этот прибор тщательно разработан для приближения к результатам, предсказываемым моделью косинусной коррекции. Рассеиватель можно определить на светодальномере как непрозрачный белый круг. Его функция — собирать и равномерно рассеивать свет, чтобы внутренние компоненты измерительного прибора могли точно определять значения люкс.

Конструкция диффузора представляет собой высокоточный и сложный процесс, требующий тщательного тестирования и калибровки для обеспечения соответствия принципам косинусной коррекции.

Рис. 11 — Диффузор спектрометра

Тестирование измерителей освещенности | UPRtek Решения с косинусной коррекцией

Такие компании, как UPRtek, используют испытательное оборудование для проверки конструкции диффузора на соответствие модели косинусной коррекции. В процессе светит свет прямо сверху, и спектрометр снимает показания, устанавливая базовую интенсивность или люкс, представляющий собой 100%. Затем оборудование перемещается на угол 60 градусов, проводится еще одно измерение, и новое показание люкс должно соответствовать прогнозам модели косинусной коррекции.

Значение косинусной коррекции:

Модель косинусной коррекции позволяет получить ценные сведения о том, как изменяется интенсивность света при изменении угла падения. Это понимание очень важно для измерения люксов с помощью светомеров, поскольку оно позволяет правильно расположить лампы, лампочки и светильники для достижения равномерного распределения света по поверхности. Этот аспект является основополагающим при проектировании освещения таких помещений, как библиотеки, музеи и офисы.

Измерители освещенности оснащены рассеивателями для точного расчета люкса, и эти расчеты должны пройти тщательное тестирование, чтобы подтвердить их соответствие модели косинусной коррекции.

В заключение следует отметить, что косинусная коррекция, хотя и вызывает недоумение, играет ключевую роль в обеспечении точных измерений люкса. Цель данной статьи — раскрыть эту концепцию и подчеркнуть ее важнейшее значение в области светотехнических измерений и проектирования.