ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ СТЕНД ДЛЯ СВЕТОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ

Решение относится к области светотехники и может быть использовано для контроля свойств осветительных приборов.
Ивестно оборудование для исследования дуговой ртутной люминесцентной лампы высокого давления ДРЛ (Баев В.И. Практикум по электрическому освещению и обучению. - М.: Агропромиздат, 1991, С.89-92), содержащее газоразрядную лампу высокого давления, дроссель, автотрансформатор, выключатель, реостат, ваттметр, выключатель кнопочный, переключатель, амперметр, вольтметр для измерения напряжения на дросселе, вольтметр для измерения напряжения на лампе в момент разгорания, вольтметр для измерения напряжения на лампе в рабочем режиме, вольтметр для измерения напряжения на автотрансформаторе, датчик люксметра, люксметр.
Недостатком известного оборудования является невозможность изучения характеристик светильников и, как следствие, низкая функциональность.
Известно устройство для измерения и калибровки диаграмм направленности светоизлучающих устройств (Патент РФ №2361183 G01J 1|18 опубл. 2009/07/10), содержащее яркомер, механическое поворотное устройство, позволяющее поворачивать испытуемый источник освещения (светильник) для измерения зависимости силы света от направления в пространстве. Однако его возможности ограничены.
В качестве прототипа принят измерительный стенд [Патент РФ 78629 А01К 29/00 и А01К 1/02 опубл. (10.12.2008)], содержащий средства крепления и пространственной ориентации контролируемого источника света, люксметр, средства измерения напряжения, силы тока и мощности. Это устройство может быть использовано в качестве лабораторного оборудования в учебном процессе и экспериментальных лабораториях для снятия электрических и светотехнических характеристик газоразрядных ламп и светильников. Сила тока измеряется амперметром, напряжение - вольтметром, мощность - ваттметром, освещенность - люксметром. Контроль параметров осуществляется по мнемонической схеме, нанесенной на переднюю панель. Средством крепления служит штатив с горизонтальной штангой. Регулировка положения осуществляется вручную в одной плоскости. Характеристики газоразрядной лампы снимают с помощью осциллографа.
Недостатком этого стенда является невозможность одновременного измерения взаимного влияния контролируемых параметров друг на друга, невозможность автоматизации процесса измерений и, как следствие, низкие точность и производительность.
Эти недостатки устраняются в предлагаемом стенде.
Решается задача создания автоматической измерительной системы.
Технический результат - расширение функциональных возможностей стенда за счет комплексного использования измерительных устройств с учетом взамовлияния параметров, например:
- мощности на температуру,
- мощности на яркость,
- температуры на яркость и т.д.
Этот технический результат достигается тем, что в измерительном стенде для светотехнических устройств, содержащем средства крепления и пространственной ориентации контролируемого светильника, люксметр, средства измерения напряжения, силы тока и мощности, в качестве средств измерения напряжения, силы тока и мощности использованы электронные приборы на основе аналого-цифровых преобразователей, выход которых соединен через микроконтроллер с персональным компьютером, в качестве средств пространственной ориентации установлены электродвигатели, обеспечивающие поворот рамки крепления контролируемого источника света вокруг вертикальной и горизонтальной осей, управляемые персональным компьютером через микроконтроллер, дополнительно установлены цифровые датчики температуры, которые также соединены с персональным компьютером через микроконтроллер.
В предлагаемом стенде использование средств автоматизации обеспечивает управление всеми измерительными и исполнительными устройствами комплексные измерения под управлением единой программы.
Ниже приведены: общий вид предлагаемого стенда (фиг.1) и его блок-схема (фиг.2).
Стенд, содержащий средство крепления светильника 1 в виде рамок 2 для его пространственной ориентации электродвигателями 3 и 4, обеспечивающими поворот рамок 2 с контролируемым светильником 1 вокруг горизонтальной и вертикальной осей. В поле излучения светильника 1 установлен люксметр 5. В корпусе светильника 1 установлены цифровые датчики температуры 6. Это система термодатчиков для измерения температуры в различных точках светильника и окружающей среды. В электрическую цепь светильника 1 включен измеритель электрических параметров 7: напряжения U, тока I, в состав которого входят электронные приборы на основе аналого-цифровых преобразователей, выход которых соединен через микроконтроллер 8 с персональным компьютером 9 (ПК), реализующим общую программу измерений различных параметров в их взаимосвязи.
скв
скв.
скв
Работает устройство следующим образом. Программа проведения испытаний, запущенная на ПК 9 транслирует управляющие команды микроконтроллеру 8. В соответствии с ними последний устанавливает в требуемое положение азимутальное и полярное поворотные устройства и производит считывание показаний люксметра 5, температуры в различных точках корпуса светильника 1, а также температуры окружающей среды с помощью системы термодатчиков 6. Одновременно измеряются электрические параметры нагрузки (мгновенные значения напряжения U и тока I. Последние используются для вычисления микроконтроллером 8 мгновенных значений мощности нагрузки Р, а также среднеквадратичных значений напряжения U, тока I и мощности P. Значения яркости, температур и электрических параметров передаются микроконтроллером 8 управляющему компьютеру 9 по каналу связи, позволяя управляющей программе рассчитать яркостные характеристики светильника (например, светоотдачу, коэффициент использования по световому потоку, кривые силы света КСС) а также взаимозависимость различных параметров друг от друга.
На экран выводится виртуальная панель управления измерениями, позволяющая задавать параметры измерений и регистрации результатов, а также отображаются промежуточные результаты: значения электрических, яркостных и температурных параметров в цифровой и графической форме.
Предлагаемый стенд предусматривает возможность измерения параметров светильника:
- температур в произвольных точках светильника в процессе его работы;
- электрических характеристик схемы питания светильника:
- формы входных напряжения, тока и мгновенной мощности;
- нелинейных искажений и параметров электромагнитной совместимости;
- коэффициента мощности;
- коэффициента полезного действия.
Такое совмещение функций позволяет использовать данный инструмент для автоматического исследования характеристик светильников для произвольных комбинаций параметров питания, окружающей среды и режимов эксплуатации.