Tungsram Schréder Pályázat - rövidített mérési jegyzőkönyv

Mérés helye: Városmajori Gimnázium, Klub helység

Mérés ideje: 2015. április 18.

Mérést végezték: Remeli Mina, Walton Ágoston, Frei Balázs, Kasza Bence, Papp Gábor, Polgár Tamás

Mérést felügyelték: Kólyi Tibor (fizikatanár), Molnár Botond (fizikatanár)

Mérési feladat: A Tungsram Schréder Zrt. által rendelkezésre bocsátó, közterületek megvilágításához használt világítótestek megvilágítás mérése, egy okostelefonos alkalmazás (Light Meter-Mannoun.Net) segítségével.

Mérés összeállítása:

Az iskola klubjában lévő ablak nélküli helységben végeztük el a mérést, hogy az esetleges háttérvilágítást ki tudjuk küszöbölni. A mérés egy 15x5 db 30cmx30cm-es kockákból álló hálón történt, úgy hogy az 1m magas állványra szerelt világítótest a 1 sor 8 kockájába volt felállítva, és a lámpatest a 2. sor 8. kockája fele volt.

Eszközök: Voltcra  Mul méter (A telefonos luxmérő hitelesítéséhez),  Voltcra  Mul méter (A telefonos luxmérő hitelesítéséhez), Huawei Ascend okostelefon – fényerőméréshez, ALTRA világítótest - fénycsövekkel (36,8W), OPALO1 világítótest - magasnyomású Na-gőz lámpa (32,2W), VOLTANA1 világítótest – LED-es fényforrás (13,8W), optikai rács, HTC okostelefon fényképezéshez, Camera FV 5 lite és Light Meter - Mannoun.Net applikációk, állvány.

Mérés menete:

A megvilágítás erősségének (lux) a mérése, a három világítótest esetén

Az állványon 1 méter magasságban rögzítettük a világítótestet és elhelyeztük a háló 2. sorának 8. kockájára, a kiírás szerint. Ügyeltünk arra, hogy a megvilágítás mindkét irányba azonos mértékű legyen. Ezt néhány méréssel ellenőriztük, ezután elegendőnek tűnt csak az egyik oldal mérése, feltételezve, hogy a másik oldal ugyanilyen adatokat tartalmaz. Az értékek becsléséhez minden sorra állítunk egy hetedrendű polinomot, az oszlopok értékkészletét két részre bontjuk, ezeket pedig parabolákkal közelítjük. Ezek alapján a hálón kívül eső területet integráljuk.

Villogás mérése: A lámpától 10 cm távolságra elhelyeze  fehér lapra eső fényt fotóztuk le a Camera FV 5 lite program segítségével. Ez csak a magasnyomású nátrium lámpánál volt kiértékelhető.

Spektrum mérése: A lámpától 20 cm távolságra elhelyeze  optikai rács által felbontott  spektrumot fényképeztük le és vetettük össze a versenykiírásban szereplő spektrumokkal.

Kiértékelés

A mérés legnagyobb bizonytalanságát a mérőműszer iránykarakterisztika ismeretének hiánya, illetve a mérőműszer pontosságának nem ismerete adta. Ezt a hiányosságot egy referencia műszerrel próbáltuk kiküszöbölni, egy luxmérőhöz hitelesítettük a telefont és a telefonon korrekciós tényezőt állítottunk be. A műszer keskeny karakterisztákáját úgy kompenzáltuk, hogy a mérőműszert a fényforrásra merőlegesen állítottuk be minden egyes hálóponton. Erősen befolyásolják továbbá a pontosságot a hálón kívüli becsült fényteljesítmény értékek. Több telefonnal kipróbáltuk a mérést és az összes más értéket adott. Ebből arra következtetünk, hogy az egyes készülékeknek eltérő érzékenységű fényérzékelőjük van. Ezért egy pontosabb műszer segítségével az egyik készülék fényérzékelőjét átkalibráltuk, hogy a pontos műszer értékéhez hasonlót mutasson. Ezt a problémát egy második, referenciaméréssel orvosoltuk, ahol a műszert úgy igyekeztük dönteni, hogy a fényérzékelőbe lehetőleg merőlegesen érkezzenek a fénysugarak. Természetesen ebből a bizonytalan szögbeállításból is születhetett  hiba. Ahogy távolodtunk a fényforrástól egyre kisebb értékeket kaptunk. A műszer kis értékeknél pontatlan.

A lámpa körülményes rögzítése miatt  megeshetett, hogy nem volt vízszintes pozícióban a lámpa feje, ami ugyancsak hibát eredményezhetett. A lámpa búrája formájától függően beleszólhatott a fénysugarak szóródási irányába. (Azaz korlátozhatta a fény oldalirányú szóródását.) A fényhasznosítást a az alábbi összefüggés szerint számoltuk ki:

fényhasznosítás(lm/W) = a kijövő összes fényáram (Lumen)/felve  elektromos teljesítmény (W) nem a feladatban megadó fényhasznosítás(W/lm)  = felvett elektromos teljesítmény (W)/a kijövő összes fényáram (Lumen) szerint. A fenti  módosítáokkal az irodalmi értékekkel egy nagyságrendbe eső eredményt kaptunk.