?

Log in

Количественной характеристикой пульсации служит коэффициент пульсации (КП, %), равный отношению половины разности максимальной и минимальной освещенности за период в люксах к средней освещённости за тот же период.
Согласно российским нормам, коэффициент пульсации на рабочей поверхности рабочего места не должен превышать 10-20% (в зависимости от специфики помещения и точности производимых работ), а в помещениях с компьютерами – 5%.
Но, по последним данным, для полного отсутствия вредных воздействий на человека, пульсации не должны быть более 4-5% при частоте до 300 Гц, потому что, согласно ГОСТ Р 54945-2012, частота пульсации свыше 300 Гц не оказывает влияния на общую и зрительную работоспособность.
Пульсации, глубиной 20%, вызывают такой же уровень расстройств нормальной активности мозга, как и пульсации с глубиной 100%. Человек ощущает необъяснимый дискомфорт, переутомление, головокружение. Высокочастотные пульсации света влияют на гормональный фон человека, суточные биоритмы и связанные с ними работоспособность, утомляемость, эмоциональное самочувствие. Систематическое воздействие может послужить косвенной причиной постоянного подавленного состояния, бессонницы, сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний. Выявлено также неблагоприятное влияние колебаний света на фоторецепторные элементы сетчатки. Отрицательное действие пульсации освещения обусловлено изменением основной ритмической активности нервных элементов мозга, перестраивающих присущую им частоту этой активности в соответствии с частотой световых пульсаций. При действии ритмических световых раздражений наблюдается изменение частотного спектра электроэнцефалограммы (ЭЭГ), заключающееся в резком усилении амплитуды навязываемой частоты и в снижении амплитуд всех других частот, особенно частот так называемого альфа-ритма (9-12 Гц), которые в обычной ЭЭГ наиболее выражены.
Существует несколько способов измерения коэффициента пульсации освещённости.
Наиболее простой и дорогой способ - использование специального прибора.
Наиболее простой и бесплатный - установка приложения на смартфон с Android: Пульсация света.
Мы подробнее рассмотрим 5 других способов.

1. Измерение коэффициента пульсации фотодиодом с подключением его в микрофонный вход компьютера.

Для этого нам потребуется любой фотодиод, аудиокабель, например от наушников, и программа виртуальный осциллограф на компьютере, вот она: VISUAL ANALYSER 2014.
К одному каналу кабеля подсоединяем фотодиод. Я использовал вот такой фотодиод от фотоаппарата Polaroid 636:


Плюс фотодиода к минусу кабеля (к общему проводу, экрану), минус фотодиода к плюсу кабеля (к сигнальному проводу).
Втыкаем кабель в микрофонный вход компьютера, запускаем программу, нажимаем в ней кнопку On. Ставим галочку рядом с Values. Для калибровки необходимо включить лампу накаливания 60 Вт (КП на разных сайтах от 11% до 18%, в примере используется 11%), регулируя уровень входного сигнала микрофона и расстояние, добейтесь, чтобы при максимальной амплитуде значение Peak to peak (%fs) стало 11 (дальнейшее приближение лампы к фотодиоду не должно увеличивать это значение!), как на скриншоте:

Этот пункт Peak to peak (%fs) теперь будет показывать примерный коэффициент пульсации в цифровом виде и для всех других ламп (менять уровень микрофона больше не требуется). Для дальнейших измерений достаточно плавно приближать лампу к фотодиоду (амплитуда графика будет плавно увеличиваться), как только она начнёт уменьшаться, стоит остановиться - это и будет нужное значение, т.е. следует делать всё также, как и в процессе калибровки, но без изменения уровня входного сигнала микрофона.
Если осциллограф никак не реагирует на лампу, то нужно включить в программе другой канал, либо присоединить фотодиод к другому каналу на аудиокабеле.
Для определения частоты подсветки жидкокристаллических мониторов нужно использовать солнечную батарею, потому что чувствительности фотодиода может быть недостаточно.
Из-за особенностей устройства ноутбука, упомянутый выше фотодиод не полностью подошёл и был заменён на ФД263 или похожий. Его можно считать более универсальным для использования как с системным блоком, так и с ноутбуком.

Приблизительный КП подсветки монитора определяется так: в темноте с помощью мультиметра нужно замерить и записать напряжение солнечной батареи (не должна быть подключена к компьютеру), приложенной к экрану работающего монитора. Записать значение строки Peak to peak (%fs)[1] при тех же условиях, уровень микрофона 100 здесь и далее. Добиться такого же напряжения от солнечной батареи, не подключённой к компьютеру, при освещении её лампой с известным КП[2]. Записать значение строки Peak to peak (%fs)[3], не меняя положения солнечной батареи и лампы, а также, не включая дополнительных источников света, свет от монитора не должен освещать батарею. Посчитать КП пропорцией: 10,5[1]*17[2]/3,2[3]=55,78%.

2. Измерение коэффициента пульсации с помощью фотодиода, резистора, с подключением в линейный вход компьютера.

Этот способ повторяет предыдущий с той разницей, что параллельно с фотодиодом нужно включить резистор (использовался 1789 Ом), и аудиокабель включить в линейный аудиовход компьютера.


З. Оценка коэффициента пульсаций, используя фотоаппарат.

Можно визуально определить наличие пульсаций, а при некотором опыте отличить лампу с большим коэффициентом пульсации от лампы с меньшим. Рекомендуется использовать камеру телефона или смартфона. Некоторые фотоаппараты и смартфоны не отображают пульсации. Камеру нужно подносить как можно ближе к лампе. Может потребоваться нажатие кнопки автофокуса или изменение настроек. Ниже видео пульсаций, сделанное смартфоном HTC Desire S:




Для просмотра в большем размере, пожалуйста, нажмите на ссылку с названием видео, или на кнопку YouTube во время проигрывания!

Прямая ссылка на видео: http://www.youtube.com/watch?v=5yn81GPX2zo - Пульсации лампы накаливания 300 Вт.

Эта 300 Вт лампа обладает наименьшим коэффициентом пульсации среди ламп накаливания меньших её по мощности - 4,5%, кроме ламп с толстой нитью, у которых КП ещё меньше. Вот так выглядит её график в виртуальном осциллографе:

4. Прослушивание пульсаций через наушники.

Для этого нужно подключить фотодиод или солнечную батарею к наушникам. Поднести фотодиод вплотную к лампе, солнечную батарею можно держать на расстоянии нескольких сантиметров от источника света, в зависимости от её мощности и лампы. При наличии пульсаций, в наушниках будет слышен примерно такой звук. Фотодиод будет создавать тихое гудение, особенно от ламп накаливания, поэтому рекомендую использовать микрофонный усилитель. Он поможет избежать ошибок и позволит слышать пульсации света на значительном расстоянии.

5. Измерение коэффициента пульсаций с помощью мультиметра.

Этот способ подходит только обладателям мультиметра с возможностью измерения напряжения переменного тока в милливольтах. У меня нет такого прибора, поэтому не проверял этот пункт. Ещё нужен фотодиод с резистором, как во втором способе. При одинаковом расстоянии между лампой и фотодиодом, нужно замерить переменное (Uпер.) и постоянное (Uпост.) напряжение на фотодиоде. Переменное напряжение измеряется через разделительный конденсатор. Формула: КП=Uпер./(2*Uпост.). И ещё одна формула: (Uпер.*√2*2*100)/(Uпост.*2).

Округлённые значения коэффициента пульсации некоторых ламп, измеренных вторым способом.

Лампа накаливания 15 Вт - 17%

Лампа накаливания 25 Вт - 12%

Лампа накаливания 6 В 30 Вт - 3%

Лампа накаливания 60 Вт - 11%

Лампа накаливания 75 Вт - 9%

Лампа накаливания 95 Вт - 8%

Лампа накаливания 200 Вт - 6%

Компактная люминесцентная лампа Philips 14 Вт - 11%

Светодиодная лампа IKEA Ледаре 10 Вт 600 лм матовая - 25%

Лампа Osram 11 Вт с дросселем - 41%

Светодиодная лампа FlexLED 8,5 Вт - 55%. Увеличение ёмкости на 10 мкФ снизило пульсации до 37%