Universidad Nacional Del Callao Facultad de Ingeniera Elctrica y Electrnica

Universidad Nacional Del Callao Facultad de Ingeniera Elctrica y Electrnica

INTRODUCCIN

Es necesario saber qu es lo que se quiere medir cuando se utiliza un medidor del nivel de iluminacin (llamado luxmetro o iluminancmetro). El ser humano es capaz de captar el mundo que le rodea a travs de los rganos de sus cinco sentidos. Mediante los ojos puede captar cualidades de los objetos tales como la forma, el color, el brillo, etc. No todas las personas poseen la misma visin. Cualquiera hemos odo hablar, por ejemplo, del daltonismo e incluso podemos tener a algn conocido que tenga esta anomala en la percepcin de los colores. Somos capaces de ver los objetos coloreados, pero los objetos no poseen color en s mismos. La luz que emite el sol y la de cualquier fuente de luz (lmpara incandescente, tubo fluorescente, diodo LED, etc.) no son iguales entre s, pues se diferencian en su espectro de emisin.

CONCEPTOS BSICOS En este apartado se habla sobre una serie de conceptos, con mayor o menor rigor tcnico y extensin, segn la necesidad, procurando que puedan ser entendidos.

SOBRE ILUMINACIN Nivel de iluminacin. Es la cantidad de energa en forma de luz recibida por una superficie. Se denomina tambin iluminancia. Su unidad de medida es el lux. Iluminancia mantenida. Valor por debajo del cual no se permite que caiga la iluminancia media, en una superficie determinada, para la adecuada realizacin de una tarea. Temperatura de color. La temperatura de color es la apariencia subjetiva de color de una fuente de luz, es decir, es el color que percibe el observador de la luz. Se distinguen: Luz clidaT < 3.300 K

Luz neutra3.300 K < T < 5.300 K

Luz fra

T > 5.300 K

Deslumbramiento. El deslumbramiento es la sensacin producida por reas brillantes intensas dentro del campo de visin y puede ser experimentado como deslumbramiento molesto o perturbador. El deslumbramiento causado por la reflexin en superficies es conocido como deslumbramiento reflejado.

Luxmetro. Equipo que proporciona el valor del nivel de iluminacin sobre una superficie. Se denomina tambin iluminancmetro.SOBRE METROLOGA Los trminos empleados para indicar la calidad de las medidas efectuadas con cualquier equipo de medida se suelen utilizar de un modo bastante impreciso y muchas veces incorrecto. Los trminos metrolgicos relativos a un luxmetro y a las medidas que este facilita y que debemos conocer son los siguientes: Rango de medidaSe denomina tambin escala o alcance e indica el valor mximo que puede leerse en el display de un equipo de medida con una configuracin determinada de sus mandos.Ejemplo: para ilustrar esta definicin y las siguientes usaremos la tabla de especificaciones, que se muestra a continuacin, que proporciona el fabricante de un luxmetro:Rangos de medida: 40 lux, 400 lux, 40 klux y 400 klux.Resolucin para cada rango: 0.01 lux, 0.1 lux, 1 lux, 10 lux y 100 lux.Precisin: 3% de lectura 0.5 % del final de escala. 4% de lectura 10 dgitos para lectura>10.000lux.Calibrado para lmpara incandescente estndar en temperatura de color 2856K.

Resolucin de un dispositivo visualizador. Es la mnima diferencia entre indicaciones visualizadas que puede percibirse de forma significativa. Ejemplo: siguiendo con con el iniciado, si leemos 50lux en el luxmetro considerado, vamos a poder ver en la pantalla de visualizacin o display las siguientes indicaciones: En el rango de 400 lux: 49.9, 50.0 50.1 En el rango de 4000 lux: 49, 50 51.

Como se puede apreciar, en el primer caso, la resolucin es de 0.1 lux. En cambio, en el rango de 4.000 lux tenemos una resolucin de 1 lux. Esto afecta tanto a la posibilidad de hacer ciertas medidas con el equipo, como a la precisin del mismo.

Error de medida.

Es la diferencia entre el valor medido de una magnitud y el verdadero valor de esa magnitud. El verdadero valor, que nunca es conocido con total exactitud, puede estar facilitado por un equipo de medida extremadamente preciso o estar materializado de algn modo (por ejemplo, una pesa patrn). El error de un equipo de medida concreto, en determinados puntos de cada uno de sus rangos o alcances, se obtiene calibrando dicho aparato en un laboratorio de calibracin. El fabricante del equipo de medida, cuando este sale de sus instalaciones, garantiza que los errores mximos que presenta estn dentro de unos lmites, que se definen asignado una clase de precisin al equipo. Los errores de medida se pueden expresar en valor absoluto o en valor relativo (normalmente, en % -tanto por ciento-). Ejemplo: un luxmetro, del fabricante y modelo del que venimos hablando, ha sido calibrado en el rango, o alcance, de 400 lux y el punto de 50 lux. El laboratorio facilita un error de + 2% (error expresado en valor relativo). Esto quiere decir que cuando un luxmetro mida en un lugar donde el nivel de iluminacin verdadero sea de 50 lux, el luxmetro facilitara una lectura der 51 lux, aproximadamente.

Precisin. Este trmino se utiliza normalmente para indicar la proximidad del valor medido por el equipo al valor real de la magnitud que se est midiendo, de modo que cuanto ms preciso es un equipo, menor es el error de la medida, es decir, menor es la diferencia entre el valor real o verdadero de la magnitud que estamos midiendo y la medida que nos proporciona el equipo.

Incertidumbre.La incertidumbre es un valor que se debe mostrar en el certificado de calibracin del luxmetro en las mismas unidades con que se refleja el error que este posee. Nos indica la calidad de la calibracin que ha realizado el laboratorio de calibracin, de modo que cuanto menor sea la incertidumbre de calibracin mejor ser esta. Una incertidumbre de calibracin muy grande en relacin con la precisin del equipo de medida nos puede llevar a rechazar la validez de la calibracin efectuada.

EQUIPO DE MEDIDA A UTILIZAR Para la medida de los niveles de iluminacin usaremos un aparato que se denomina luxmetro o iluminancmetro.

FLUJO LUMINOSO Flujo luminoso es una medida de la cantidad de luz que sale de una lmpara. Unidad: Lumen (lm)

INTENSIDADA LUMINOSALa intensidad luminosa es el flujo luminoso emitido en una determinada direccin.Unidad: Candela (Cd)

INTENSIDAD LUMINOSA

ILUMINACIA (E)La Cantidad de Luz o Flujo Luminoso que cae uniformemente sobre una superficies su unidad es el LUX E

LUMINANCIAIntensidad luminosa reflejada por una superficie.Expresa el efecto de luminosidad que una superficie produce en el ojo humano , su unidad es : Cd/m2

CUADRO DE RESUMEN

MTODO DE MEDIDALas medidas se realizarn manteniendo el fotodiodo en posicin horizontal a la altura de medida requerida, extremando las precauciones para que el que las efecta no proyecte sombra con su cuerpo sobre el sensor. Las medidas se efectuarn en las condiciones ms desfavorables de iluminacin. Esto quiere decir que si una carpeta est situado junto a una ventana, debern efectuarse las medidas en el mismo cuando no haya luz natural diurna, puesto que en invierno los estudiantes que lo ocupen pueden estar presentes en unas horas donde aquella no exista. No obstante, tambin puede suceder que la situacin en cuanto a la iluminacin pueda ser ms desfavorable cuando exista gran cantidad de luz solar, por la existencia entonces de reflejos, deslumbramientos directos, etc.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Funciona segn el principio de una celda (clula) C.C.D. o fotovoltaica; un circuito integrado recibe una cierta cantidad deluz(fotones que constituyen la "seal", unaenergade brillo) y la transforma en una seal elctrica (analgica). Esta seal es visible por el desplazamiento de una aguja, el encendido de diodo o la fijacin de una cifra. Unafotoresistenciaasociada a unohmmetrodesempeara el mismo papel. Un filtro de correccin de espectro permite evitar que las diferencias de espectro falseen la medida (laluzamarilla es ms eficaz que la azul, por ejemplo, para producir unelectrna partir de laenergade un paquete de fotones). Los luxmetros pueden tener varias escalas para adaptarse a las luminosidades dbiles o las fuertes (hasta varias decenas de millares de luxes).

COMO USAR EL LUXOMETRO Se acerca a una fuente de luz o superficie en la que la luz se refleje. Esa luz es captada por una clula fotovoltaica conectada a un circuito integrado.

La cantidad de luz, o fotones, que recibe el circuito integrado son interpretadas y convertidas en seales elctricas.

La seal elctrica producida genera el movimiento de una aguja, el encendido de una luz o la aparicin de una cantidad en una pantalla, dependiendo del modelo y tipo de luxmetro que se utilice. Cuando se ha establecido el nivel de iluminacin del rea de trabajo se puede adecuar para que no lastime al trabajador y, en consecuencia, no se vea afectada la produccin.

Usos Primero han sido utilizados por fotgrafos y cineastas. Es cada vez ms utilizado por los productores deenergapara optimizar la iluminacin interior (del 20 al 60% de laelectricidades consumida por la iluminacin) o exterior (que a menudo desperdicia muchaenerga). Se utilizan tambin, ms raramente para medir la luminosidad delcieloen meteorologa, para medir laluzrecibida alsueloenbosqueso en invernaderos. En los ltimos aos tambin ha comenzado a ser utilizado por ecologistas, astrnomos yarquitectospara desarrollar ndices cuantitativos de la contaminacin lumnica o la intrusin de laluzpara reducirlas o adaptar estrategias de ingeniera. Otro uso es el que le dan los profesionales de higiene y seguridad, a fin de determinar la posibilidad de unaenfermedadprofesional por deficiencias lumnicas, ya que as lo establece la ley 24587 de seguridad e higiene laboral en Argentina o la NOM-025-STPS-2008 enMxicoque habla de las condiciones de iluminacin en los centros de trabajo, por citar algunos ejemplos. Tambin son utilizados por Salubristas Ocupacionales en los sitios de trabajo.

USO DEL LUXOMETRO EN UNA AULA FIEE

VALORES OBTENIDOS CON EL LUXOMETRO

TABLA DE NIVELES LE ILUMINACION RECOMENDABLES

CALIDAD DE LA ILUMINACION POR TIPO DE TAREA VISUAL O ACTIVIDAD

CALCULOS DE LA ILUMINANCIA

PUNTO 1: 220 LUX. PUNTO 2: 255 LUX. PUNTO 3: 245 LUX. PUNTO 4: . PUNTO 5: . PUNTO 6: . PUNTO 7: .

COMPARACION CON LA NORMA

PUNTO 1: 220 LUX PUNTO 2: 255 LUX PUNTO 3: 245 LUX PUNTO 4: PUNTO 5: PUNTO 6: PUNTO 7:

CONCLUSIONES

Es importante medir la iluminacin del entorno. La falta de estndares de iluminacin puede provocar daos en la vista del trabajador que pueden ir desde vista cansada hasta quemadura de retinas. La falta de apreciacin del detalle por la poca iluminacin puede llevar a que los resultados sean deficientes y, por consiguiente, la produccin se retrase. Cuando los niveles de iluminacin son muy altos se pueden presentar problemas serios para los trabajadores, aparte del deslumbramiento. La variacin del valor de la resistencia de la fotoresistencia tiene cierto retardo, diferente si se pasa de oscuro a iluminado o de iluminado a oscuro. Esto limita a no usar las fotoresistencias en aplicaciones en las que la seal luminosa vara con rapidez.

METROLOGIA ELCTRICA Escuela Profesional de Ingeniera Elctrica 2014B