ดวงตาของมนุษย์ไวต่อความเข้มของแสงที่หลากหลายมาก แต่ในระดับความสว่างที่ต่ำ อาจทำให้สูญเสียความสามารถในการแยกแยะรายละเอียดบางอย่างได้
ด้วยเหตุนี้จึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องวัดระดับแสงได้อย่างถูกต้องตามการใช้งานพื้นที่ของเราเพื่อให้ได้แสงสว่างที่ถูกต้อง เราต้องการให้คำแนะนำแก่คุณเพื่อให้คุณสามารถวัดแสงได้อย่างถูกต้องและมีประสิทธิภาพตามผลลัพธ์ที่คาดหวัง
แสงคืออะไร?
ก่อนที่เราจะดูว่าวัดแสงอย่างไร เรามาดูคำจำกัดความของแนวคิดนี้กันก่อน แสงเป็นรูปแบบหนึ่งของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่สามารถกระตุ้นเรตินาของดวงตามนุษย์เพื่อสร้างความรู้สึกทางการมองเห็น
พลังงานการแผ่รังสีในรูปของคลื่นจะรับรู้ได้ก็ต่อเมื่อมีอันตรกิริยากับตัวกลางที่มีทิศทางที่กำหนดเท่านั้น การถ่ายโอนพลังงานจากร่างกายหนึ่งไปยังอีกร่างกายหนึ่งคือสิ่งที่เราเรียกว่ารังสี
แสงที่มองเห็นหรือสเปกตรัมที่มองเห็นได้คือบริเวณของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าที่ดวงตามนุษย์สามารถรับรู้ได้ และสอดคล้องกับความยาวคลื่นระหว่าง 380 ถึง 750 นาโนเมตร
ที่ปลายแต่ละด้านของสเปกตรัมที่มองเห็นได้ ซึ่งสายตามนุษย์มองไม่เห็นอยู่แล้วนั้น คือความยาวคลื่นที่สอดคล้องกับแสงอินฟราเรด 750 นาโนเมตร และแสงอัลตราไวโอเลต ซึ่งต่ำกว่า 400 นาโนเมตร
แสงสีขาว
ในปี ค.ศ. 1672 นักวิทยาศาสตร์ ไอแซก นิวตัน แสดงให้เห็นว่าแสงแดดซึ่งเป็นแสงสีขาวไม่ได้บริสุทธิ์อย่างที่เชื่อกันแต่ก่อน แต่ประกอบด้วยส่วนผสมของสีต่างๆ เขาหักเหแสงสีขาวผ่านปริซึมและแยกมันออกเป็นสีพื้นฐานของสเปกตรัมที่มองเห็นได้
แสงสีขาวจึงเข้าใจว่าเป็นแสงที่มีสีทุกสีในสเปกตรัมที่มองเห็นได้ ซึ่งสามารถจำแนกได้ดังนี้
- สีแดง: 780-618 นาโนเมตร
- สีส้ม: 618-581 นาโนเมตร
- สีเหลือง: 581-570 นาโนเมตร
- สีเขียว: 570-497 นาโนเมตร
- สีฟ้า: 497-476 นาโนเมตร
- สีน้ำเงิน: 476-427 นาโนเมตร
- สีม่วง: 427-380 นาโนเมตร
การวัดแสงสว่างลักซ์ (Lux)
แสงเป็นรูปแบบของพลังงานที่ส่องสว่างสิ่งต่าง ๆ และทำให้มองเห็นได้ เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ดวงตามนุษย์สามารถรับรู้ได้ และความถี่จะกำหนดสีของมัน
ในการวัดแสง ตามระบบการวัดสากล เราจะต้องยึดหลักสามด้านที่เฉพาะเจาะจงและระยะห่างของชุดของรังสีที่ส่องสว่างจากจุดกำเนิดเดียวกัน
หน่วยวัดความสว่างทั้ง 3 หน่วย
- ลูเมน (Lm): ลูเมนคือปริมาณพลังงานที่มองเห็นซึ่งเราสามารถวัดได้จริง เป็นฟลักซ์การส่องสว่างของรังสีเอกรงค์ซึ่งมีความถี่ 540×1012 เฮิรตซ์ และฟลักซ์พลังงานการแผ่รังสี 1/683 วัตต์ (อธิบายอย่างง่ายคือความสว่างของแหล่งกำเนิดแสงเช่นหลอดไฟเป็นต้น)
- ลักซ์ Lux (Lx): 1 ลักซ์เทียบเท่ากับพลังงานที่เกิดจากหนึ่งลูเมนตกกระทบบนพื้นผิวขนาด 1 ตารางเมตร
- แคนเดลา (Cd): เป็นหน่วยพื้นฐานที่ใช้วัดความเข้มของการส่องสว่าง แคนเดลาหนึ่งอันมีค่าเท่ากับ 1 ลูเมนต่อสเตอเรเดียน (lm/sr) ซึ่งถูกกำหนดให้เป็นความเข้มของการส่องสว่างไปในทิศทางเฉพาะ และดังนั้นจึงสัมพันธ์กับมุมของรูรับแสงที่มีต่อแสง
ลักซ์มิเตอร์คืออะไรและใช้ทำอะไร?
ลักซ์มิเตอร์เป็นเครื่องมือที่ช่วยวัดสภาพแสงของพื้นที่ภายใน ตามชื่อของมัน หน่วยวัดของ luxmeter คือ lux
กล่าวอีกนัยหนึ่งมันเป็นอุปกรณ์วัดที่ช่วยให้เรารู้ว่ามีแสงหรือความส่องสว่างเท่าใดในสภาพแวดล้อมที่ดวงตามนุษย์รับรู้แสงได้.
วิธีวัดแสงด้วยเครื่องวัดลักซ์?
การดำเนินการนั้นง่ายมาก แต่ก่อนที่จะทำการวัดแสง แนะนำให้คำนึงถึงเงื่อนไขเบื้องต้นด้วย ดังนั้นระยะห่างและมุมระหว่างลักซ์มิเตอร์กับวัตถุที่จะวัดควรได้รับการแก้ไขเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่มีความแม่นยำสูง
มีหลายขั้นตอนที่ต้องปฏิบัติตามเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุดนี้:
- วางเซ็นเซอร์รับแสงซึ่งทำหน้าที่ดูดซับแสงไว้ด้านหน้าแหล่งกำเนิดแสงที่จะวัด
- เปิดปิดบนเครื่อง
- อ่านค่าบนเครื่องวัด ขั้นตอนนี้รอไม่กี่วินาที
เมื่อค่าที่อ่านได้ปรากฏขึ้น ต้องคูณผลลัพธ์ด้วยจำนวนสเกลที่เลือก ตัวอย่างเช่นหากเลือกสเกล X10 ลักซ์และการวัดเป็น 300 ค่าจะเป็น 10×300 = 3000 Lux
หลักการทำงานของ LUX Meter
โดยทั่วไปแล้ว ลักซ์มิเตอร์จะประกอบด้วยส่วนประกอบต่อไปนี้:
- เซนเซอร์ตรวจจับแสง: นี่คือเซ็นเซอร์ที่ตรวจจับแสง โดยปกติจะทำจากเซลล์ตาแมวที่แปลงแสงเป็นกระแสไฟฟ้า
- การประมวลผลสัญญาณ: สัญญาณไฟฟ้าจะถูกประมวลผลโดยวงจรภายในของมิเตอร์ ซึ่งอาจรวมถึงการขยายและการกรองเพื่อให้มั่นใจในความถูกต้อง
- ฟังก์ชั่นแก้ไขโคไซน์ (Cosine Correction) หรือการแก้ไขข้อผิดพลาดโคไซน์เป็นคุณลักษณะที่สำคัญในเครื่องวัดลักซ์ ซึ่งช่วยให้ตรวจวัดความเข้มของแสง (ความสว่าง) ได้อย่างแม่นยำจากมุมต่างๆ ในการใช้งานจริง แสงมักจะกระทบพื้นผิวในมุมที่ต่างกัน และหากไม่มีการแก้ไขโคไซน์ เครื่องวัดอาจให้การอ่านที่ไม่ถูกต้อง
- หน่วยแสดงผล: อุปกรณ์จะแสดงความสว่างที่วัดได้ในหน่วยลักซ์ ซึ่งอาจเป็นหน้าปัดแบบอะนาล็อกหรือหน้าจอดิจิตอล
