Home Grootheden Kleurtemperatuur

Luxmeters

De verlichtingssterkte is de hoeveelheid licht (lumen) die per m2 op een oppervlak valt. De eenheid hiervan is lux. Dit kan gemeten worden met een luxmeter.

Een goede nauwkeurige luxmeter is redelijk prijzig. We gaan eens in op de vraag waarom goedkope luxmeters minder nauwkeurig zijn en op de vraag hoe nauwkeurig smartphone apps zijn. Maar daarvoor moeten we eerst ingaan op twee lichttechnische zaken.

Cosinus correctie

Hoe groter de hoek waaronder licht op een oppervlak valt, hoe meer het licht over dat oppervlak verspreid wordt en hoe minder lux op het oppervlak valt. De hoeveelheid lux is evenredig met de cosinus van de hoek waaronder het licht op het oppervlak valt.

Een luxmeter heeft een fotogevoelige cel die de hoeveelheid licht meet. Maar licht dat onder een hoek op de luxmeter valt wordt niet goed waargenomen door de fotogevoelige cel. Luxmeters hebben daarom een wit kapje (een optische diffuser) dat zorgt dat vanuit alle hoeken de juiste hoeveelheid licht op de fotogevoelige cel valt. De kwaliteit van deze cosinus correctie bepaalt in belangrijk mate de nauwkeurigheid van de luxmeter.

Spectrum

Licht is elektromagnetische straling die zichtbaar is voor het oog. Voor mensen zichtbaar licht heeft een golflengte tussen ongeveer 380 en 780 nanometer (nm).

Licht van één enkele golflengte (monochromatisch) heeft een verzadigde kleur. Verzadigde kleuren zijn de kleuren van de regenboog (zoals rood, oranje, geel, groen, blauw en violet). Daarnaast zijn er tal van kleuren die uit een mix van meerdere golflengtes bestaan (polychromatisch).

Lasers zijn vaak monochromatisch, vrijwel alle andere lichtbronnen zijn polychromatisch. Monochromatisch wit licht bestaat niet. Wit licht bestaat altijd uit een mix van verschillende golflengtes.

Het spectrum is de mix van golflengtes waaruit een bepaalde kleur licht bestaat. Diverse typen lichtbronnen hebben een ander spectrum. Soms vloeiend, soms met pieken en dalen. Het spectrum is ook afhankelijk van de kleurtemperatuur: hoe hoger de kleurtemperatuur, hoe meer blauw in het spectrum en hoe lager de kleurtemperatuur, hoe meer rood in het spectrum.

Gevoeligheid oog

Ons oog is niet even gevoelig voor elke golflengte. De V(λ) functie geeft de gevoeligheid weer:

Ons oog is gevoeliger voor groen en geel licht in het spectrum dan voor blauw en rood.

Lux

Het gaat bij lux om de hoeveelheid licht die ons oog waarneemt. Nu we weten dat licht een spectrum heeft en ons oog niet even gevoelig is voor elke golflengte wordt duidelijk hoe de hoeveelheid lux bepaald kan worden: meet voor elke golflengte de stralingsenergie, vermenigvuldig die met de gevoeligheid voor de betreffende golflengte en tel dit voor alle golflengtes op. Dit geeft de hoeveelheid licht die ons oog waarneemt.

V(λ) filter

Alle golflengtes afzonderlijk meten zou een luxmeter duurder maken en daarom gebruiken de meeste luxmeters een andere methode: een V(λ) filter dat op dezelfde manier golflengtes filtert als ons oog doet. Nu kan volstaan worden met een enkele fotogevoelige cel. de kwaliteit van het V(λ) filter bepaalt in belangrijke mate de nauwkeurigheid van de luxmeter.

Spectrometers

Spectrometers meten wel alle golflengtes van het spectrum. Dit is uiteraard complexer en spectrometers zijn daardoor in principe duurder dan luxmeters, maar niet noodzakelijkerwijs nauwkeuriger. Spectrometers geven naast het spectrum een reeks aan lichttechnische parameters, waaronder de hoeveelheid lux. Ze geven veel meer informatie en dienen een ander doel dan een luxmeter.

Overige eigenschappen

Naast de cosinus correctie en V(λ) filter zijn er nog andere aspecten die de kwaliteit van een luxmeter bepalen. Zoals UV- en IR-gevoeligheid (in hoeverre beïnvloeden ultraviolet en infrarood licht de metingen), lineariteit (de nauwkeurigheid bij verschillende lux-niveaus) en temperatuurscoëfficient (de nauwkeurigheid bij verschillende temperaturen).

Klassen

Voor de nauwkeurigheid van luxmeters worden naast technische specificaties drie klassen gebruikt: A, B en C. Klasse A heeft de hoogste nauwkeurigheid, klasse B een goede nauwkeurigheid en klasse C een iets mindere nauwkeurigheid. Goedkope luxmeters voldoen meestal aan geen van deze klassen.

Duurdere luxmeters

Duurdere luxmeters hebben een goede cosinus correctie, een goed V(λ) filter en een goede fotogevoelige cel waardoor een hoge nauwkeurigheid verkregen wordt. Desondanks is het goed ze van tijd tot tijd te kalibreren omdat door veroudering kleine afwijkingen kunnen ontstaan.

Goedkope luxmeters

Goedkope luxmeters hebben meestal een minder goede cosinus correctie en minder goed V(λ) filter. Goedkope luxmeters kunnen meestal ook niet gekalibreerd worden.

Soms maken goedkope luxmeters een aanname over het spectrum en dat maakt ze onnauwkeurig. Op deze luxmeters kan meestal het type lichtbron (gloeilamp, fluorescent, halogeen, metaal halide) ingesteld worden, dan wordt telkens een andere aanname over het spectrum gemaakt. Maar vrijwel altijd zal het echte spectrum afwijken van het ingestelde type lichtbron. Als led als keuze ontbreekt dan zijn deze luxmeters niet geschikt voor led lichtbronnen omdat led lichtbronnen veel blauw in het spectrum hebben en dat duidelijk afwijkt van het spectrum van andere typen lichtbronnen.

Smartphone apps

Er zijn talloze smartphone apps waarmee de hoeveelheid lux gemeten kan worden. Maar deze apps hebben geen cosinus correctie en geen V(λ) filter en zijn daarom zeer onnauwkeurig. Afwijkingen van tientallen tot zelfs honderden procenten zijn gangbaar. Voor een grove indicatie van de hoeveelheid lux zijn ze wellicht nog geschikt, maar ook niet meer dan dat.

Samengevat

Het nauwkeurig meten van de hoeveelheid lux vereist een nauwkeurige cosinus correctie en een nauwkeurig V(λ) filter. Bij goedkope luxmeters zijn deze (beduidend) minder nauwkeurig waardoor goedkope luxmeters niet geschikt zijn voor een nauwkeurige meting.

Smartphone apps zijn erg onnauwkeurig en kunnen niet voor een serieuze meting gebruikt worden.

Contact

Vragen? Neem via gerust contact op.