Погрешность при измерении коэффициента пульсаций

[Mamser]

Приветствую всех участников этого форума.
Я представляю приборостроительную компанию [Только зарегистрированные пользователи могут видеть ссылки. Регистрация!]. Я руковожу техническим отделом нашей компании. Мы разработали и выпускаем люксметры-пульсметры- яркомеры семейства [Только зарегистрированные пользователи могут видеть ссылки. Регистрация!]. Необходимо отметить , что при разработке этих приборов мы плотно сотрудничали с НИИ Охраны Труда г. Иванова, в частности с Ильиной Еленой Ивановной, про которую тут уже упоминали. Она нам очень помогла в этой разработке, за что ей большое спасибо. Сейчас я готовлю статью по пульсациям искусственного освещения, выложу её на нашем сайте. В процессе подготовки наткнулся на этот форум и решил высказать своё мнение по вопросам, которые тут поднимались.
1) Частотные характеристики пульсметров. За других производителей пульсметров говорить не буду, расскажу только об «Эколайтах». Мы постарались обработку сигнала реализовать максимально в цифре. Из аналоговой обработки у нас имеется только антиалиасинговый фильтр перед АЦП. Частота оцифровки АЦП 6 кГц. При обработке сигнала используем цифровой фильтр очень высокого порядка, что позволяет пропускать без искажений сигналы, частотой до 300Гц и полностью подавлять сигналы частотой выше 500 Гц.
2) Сроки поставки «Эколайтов». Просто не успеваем и пока плохо прогнозируем спрос. Будем стараться в начале следующего года прийти к продажам с «полки». Но и сейчас, если заказ прибора совпал с готовностью новой партии, то поставка одна-две недели (время на поверку). Самые долгие поставки были до трёх месяцев, к сожалению.
3) Поскольку все измерительные функции в наших приборах реализованы в фотоголовках ФГ-01, то существует возможность их подключения напрямую к USB-порту персонального компьютера и провести анализ светового потока, измеряемого фотоголовкой ФГ-01. В частности, у нас есть программный модуль анализатора пульсаций, показывающий форму пульсаций, частотный спектр пульсаций и много сопутствующих параметров. Скриншоты работы этой программы уже выкладывались в этой теме.
Можно заказать фотоголовку ФГ-01 отдельно. Для подключения к компьютеру необходим кабель-адаптер Ekonnect_mini/ Также, можно рассмотреть поставку «Эколайта» без поверки по меньшей цене – измерять будет также, но без свидетельства.
4) Пульсации светодиодов. Светодиоды, с точки зрения реакции на параметры питания, более «честные», чем лампы накаливания и газоразрядные лампы – всё сказывается в излучаемом световом потоке. Яркость свечения светодиода напрямую зависит от проходящего через него тока. При этом, если посмотреть на вольтамперную характеристику диода, то на её положительной ветке (где излучает светодиод) видно, что малейшие изменения в напряжении, поданном на светодиод, приводят к значительным изменениям тока через светодиод, т.е. излучаемого света. Т.е. для светодиодных светильников допустимо использование только стабилизации по току. Встречали кучу светодиодных светильников, где вообще никакой стабилизации не было. Попадались экземпляры светодиодных ламп с пульсациями под 100%.
5) Пульсации ламп накаливания, в том числе и галогенок. Все лампы накаливания пульсируют. Чем инерционнее нить накаливания, тем пульсации меньше. Обобщенное правило - чем выше мощность лампы накаливания, тем меньше пульсации светового потока.
6) Проблема измерения пульсаций ламп при наличии естественного освещения. Известно, что наличие фона естественного освещения мешает измерениям уровня пульсаций искусственного освещения. В люксметре-пульсметре-яркомере [Только зарегистрированные пользователи могут видеть ссылки. Регистрация!] мы реализовали функцию вычитания фона естественного излучения из суммарного значения освещённости, что позволяет проводить измерения уровня пульсаций искусственного освещения при наличии естественного освещения.
7) Качество ЭПРА. Ситуация общая не только для ЭПРА – качественное ЭПРА не может стоить очень дёшево. Но и высокая цена не является гарантией качества ЭПРА. Поскольку все светильники питаются, в конечном итоге, от силовой сети, частотой 50Гц, то эта переменная составляющая должна быть хорошо отфильтрована схемой ЭПРА. Хороший фильтр - это качественные конденсаторы и дроссели, которые стоят, порой дороже дешёвого ЭПРА (при этом стоимость самих «мозгов» ЭПРА (микросхем) может быть совсем незначительна, однако эти «мозги» потенциально могут обеспечивать очень высокие характеристики при качественной обвязке). Дешёвые древние ЭмПРА не могут обеспечить хороших характеристик по пульсациям светового потока ввиду того, что они не осуществляют преобразований частоты питающего напряжения 50Гц по своей природе.
8) Пульсации освещённости выше 100%. Вполне возможная ситуация при питании ламп от сильно пульсирующим током. Дело в том, что коэффициент пульсаций считается по формуле Кп=(Емакс-Емин)/2Еср. И весь вопрос в том, как считать Еср (среднее значение освещённости) . На данное время (в том числе и в «Эколайтах») За Еср принимается среднеарифметическое значение Еср=(Емакс+Емин)/2 и при таких расчётах коэффициент пульсации не может превысить 100% (при Емин=0). Однако сейчас среди специалистов идут активные споры, чтобы в качестве Еср брать среднеквадратичное значение освещённости (кстати, считаю это логичным). В этом случае, если световой поток от лампы имеет короткие выбросы большой амплитуды, то коэффициент пульсаций может легко перевалить за 100%.
9) Уровень пульсаций освещения при работе с мониторами. Должны обеспечиваться низкие уровни пульсаций освещения, т.к. пульсации от светильников будут суммироваться с частотой кадровой развёртки монитора. Будут возникать биения и на разностной частоте, что приводит к ухудшению самочувствия оператора.
Вкратце всё. Если будут вопросы, обращайтесь. Постараемся помочь.

[Mamser]

Осилили, наконец-то общую статью по пульсациям.
Лежит на нашем сайте по адресу:
[Только зарегистрированные пользователи могут видеть ссылки. Регистрация!]
Это первый вариант. Будем дополнять-уточнять. Если есть вопросы-замечания-предложения, то сообщайте. Добавим-ответим. Материала много, будем развивать тему.

[vladmark]

Сообщение от Mamser

Осилили, наконец-то общую статью по пульсациям.
Лежит на нашем сайте по адресу:
[Только зарегистрированные пользователи могут видеть ссылки. Регистрация!]
Это первый вариант. Будем дополнять-уточнять. Если есть вопросы-замечания-предложения, то сообщайте. Добавим-ответим. Материала много, будем развивать тему.

В личку черканул

[@lligator]

Сообщение от Mamser

Осилили, наконец-то общую статью по пульсациям.
Лежит на нашем сайте по адресу:
[Только зарегистрированные пользователи могут видеть ссылки. Регистрация!]
Это первый вариант. Будем дополнять-уточнять. Если есть вопросы-замечания-предложения, то сообщайте. Добавим-ответим. Материала много, будем развивать тему.

а какое количество выборок в секунду производят Ваши приборы?
иными словами - какую максимальную частоту пульсаций светового потока распознают ваши приборы?
и по какой схеме (1 или 2) аппроксимируют?

[Mamser]

To @lligator:
Исходно цифруем где-то на 6кГц. Однако, есть антиалиасинговый аналоговый НЧ-фильтр 4-го порядка на входе АЦП, со спадом примерно с 500кГц чтобы от 3кГц (половина частоты выборки) уже прилично давить ВЧ-сигналы, чтобы они не давали "отражённых" в НЧ-область сигналов из-за оверсэмплинга.... Мдяяя... как-то мудрёно получилось, извините, но, по сути верно.
Если человеческим языком, то мы исходно, при разработке, ориентировались на подавление частот выше 500Гц (чтоб с запасом), отсюда выбрали аппаратное решение. Потом уточнили требуемую полосу частот и скорректировали параметры цифрового фильтра в программе на срез с 300Гц.
Про схему аппроксимации не понял. Если речь о том, как среднее считаем, то, на данный момент, через среднее арифметическое (Емакс+Емин)/2, как рекомендуется. Если примут нормативку в качестве среднего брать среднеквадратичное (я лично считаю, что именно так и надо делать) - нет проблем, у нас всё в цифре, обновим прошивку и будем жить по-новому.

[vitre]

Видел у китайцев люксометры, способные фиксировать минимальное и максимальное значения плотности светового потока в постоянной точке. Вопрос: корректно ли будет использовать эти данные для вычисления коэффициента пульсаций через отношение полуразности этих амплитудных значений к их среднеарифметическому значению? Может кто знает какая частота среза у китайских девайсов?