Кількісною характеристикою пульсації служить коефіцієнт пульсації (КП.%). рівний відношенню половини різниці максимальної та мінімальної освітленості за період в люксах до середньої освітленості за той же період.
Згідно російським нормам, коефіцієнт пульсації на робочій поверхні робочого місця не повинен перевищувати 10-20% (в залежності від специфіки приміщення і точності виконуваних робіт), а в приміщеннях з комп'ютерами - 5%.
Пульсації, глибиною 20%, викликають такий же рівень розладів нормальної активності мозку, як і пульсації з глибиною 100%. Людина відчуває незрозумілий дискомфорт, перевтома, запаморочення. Високочастотні пульсації світла впливають на гормональний фон людини, добові біоритми і пов'язані з ними працездатність, стомлюваність, емоційне самопочуття. Систематичний вплив може послужити непрямою причиною постійного пригніченого стану, безсоння, серцево-судинних і онкологічних захворювань. Виявлено також несприятливий вплив коливань світла на фоторецепторні елементи сітківки. Негативна дія пульсації освітлення обумовлено зміною основної ритмічної активності нервових елементів мозку, перебудовують притаманну їм частоту цієї активності відповідно до частоти світлових пульсацій. При дії ритмічних світлових подразнень спостерігається зміна частотного спектра електроенцефалограми (ЕЕГ), що полягає в різкому посиленні амплітуди нав'язуваної частоти і в зниженні амплітуд всіх інших частот, особливо частот так званого альфа-ритму (9-12 Гц), які в звичайній ЕЕГ найбільш виражені.
Існує кілька способів вимірювання коефіцієнта пульсації освітленості.
Найбільш простий і дорогий спосіб - використання спеціального приладу.
Ми докладніше розглянемо 5 інших способів.
1. Вимірювання коефіцієнта пульсації фотодиодом з підключенням його в мікрофонний вхід комп'ютера.
До одного каналу кабелю приєднуємо фотодіод. Я використовував ось такий фотодіод від фотоапарата Polaroid 636:
Плюс фотодіода до мінуса кабелю (до загального проводу, екрану), мінус фотодіода до плюса кабелю (до сигнального проводу).
Встромляємо кабель в мікрофонний вхід комп'ютера, запускаємо програму, натискаємо в ній кнопку On. Ставимо галочку поруч з Values. Для калібрування необхідно включити лампу розжарювання 60 Вт (К П на різних сайтах від 11% до 18%, в прикладі використовується 11%). регулюючи рівень вхідного сигналу мікрофона і відстань, добийтеся, щоб при максимальній амплітуді значення Peak to peak (% fs) стало 11 (подальше наближення лампи до фотодіоду не повинно збільшувати це значення!), як на скріншоті:
Цей пункт Peak to peak (% fs) тепер буде показувати приблизний коефіцієнт пульсації в цифровому вигляді і для всіх інших ламп (міняти рівень мікрофона більше не потрібно). Для подальших вимірювань досить плавно наближати лампу до фотодіоду (амплітуда графіка буде поступово збільшуватися), як тільки вона почне зменшуватися, варто зупинитися - це і буде потрібне значення, тобто слід робити все так само, як і в процесі калібрування, але без зміни рівня вхідного сигналу мікрофона.
Якщо осцилограф ніяк не реагує на лампу. то потрібно включити в програму інший канал, або приєднати фотодиод до іншого каналу на Аудіокабелі.
Для визначення частоти підсвічування рідкокристалічних моніторів потрібно використовувати сонячну батарею, тому що чутливості фотодіода може бути недостатньо.
Через особливості пристрою ноутбука, згаданий вище фотодіод в повному обсязі підійшов і був замінений на ФД263 або схожий. Його можна вважати більш універсальним для використання як з системним блоком, так і з ноутбуком.
Приблизний КП підсвічування монітора визначається так: в темряві за допомогою мультиметра потрібно заміряти і записати напругу сонячної батареї (не повинна бути підключена до комп'ютера), яка додається до екрану працюючого монітора. Записати значення рядка Peak to peak (% fs) [1] при тих же умовах, рівень мікрофона 100 тут і далі. Домогтися такого ж напруги від сонячної батареї, що не підключеною до комп'ютера, при висвітленні її лампою з відомим КП [2]. Записати значення рядка Peak to peak (% fs) [3], не змінюючи положення сонячної батареї і лампи, а також, не включаючи додаткових джерел світла, світло від монітора не повинен висвітлювати батарею. Порахувати КП пропорцією: 10,5 [1] * 17 [2] / 3,2 [3] = 55,78%.
Чекаю всіх на каналах:
2. Вимірювання коефіцієнта пульсації за допомогою фотодіода, резистора, з підключенням в лінійний вхід комп'ютера.
Цей спосіб повторює попередній з тією різницею, що паралельно з фотодиодом потрібно включити резистор (використовувався тисячі сімсот вісімдесят дев'ять Ом), і аудіокабель включити в лінійний аудіовхід комп'ютера.
З. Оцінка коефіцієнта пульсацій, використовуючи фотоапарат.
Ця 300 Вт лампа має найменшим коефіцієнтом пульсації серед ламп розжарювання менших її по потужності - 4,5%, крім ламп з товстою ниткою, у яких КП ще менше. Ось так виглядає її графік у віртуальному осцилографі:
4. Прослуховування пульсацій через навушники.
Для цього потрібно підключити фотодіод або сонячну батарею до навушників. Піднести фотодиод впритул до лампи, сонячну батарею можна тримати на відстані кількох сантиметрів від джерела світла, в залежності від її потужності і лампи. При наявності пульсацій, в навушниках буде чути приблизно такий звук. Фотодіод буде створювати тихе гудіння, особливо від ламп розжарювання, тому рекомендую використовувати мікрофонний підсилювач. Він допоможе уникнути помилок і дозволить чути пульсації світла на значній відстані.
5. Вимірювання коефіцієнта пульсацій за допомогою мультиметра.
Підходить тільки мультиметр з можливістю вимірювання напруги змінного струму в мілівольтах. Ще потрібен фотодіод або сонячна батарея з резистором, як у другому способі. При однаковій відстані між лампою і фотодиодом, потрібно заміряти змінне (Uпер.) І постійне (Uпост.) Напруга на фотодіоді. У приміщенні повинен бути світло тільки від вимірюваної лампи. Для вимірювання змінної напруги, в деяких випадках, послідовно з мультиметром доведеться підключати розділовий металлоплёночний конденсатор. У моєму мультиметри конденсатор потрібен тільки при вимірюванні мВ з точністю до сотих при деяких напружених. Формула: (Uпер. * √2 * 2 * 100) / (Uпост. * 2). Приклад: (0,00161В * √2 * 2 * 100) / (0,00609В * 2) = 37,387%. Занадто близьке наближення лампи до фотоелемента і занадто велику відстань від слабкої лампи до фотоелемента спотворюють значення.
6. За фотографіями з допомогою Photoshop.
7. "Олівцевий" тест.
Найбільш простий спосіб, який показує наявність пульсацій від джерела світла. Можна використовувати світлий олівець або будь-який інший схожий предмет, а також добре підходять блискучі металеві стрижні. При світлі лампи необхідно швидко рухати його півколом в двох пальцях, щоб розмитий слід олівця за формою нагадував віяло.
При сильних пульсаціях в "віялі" будуть помітні кілька олівців. Чим сильніше коефіцієнт пульсації, тим більш чітко будуть помітні контури олівців. На фото Кп 37%, тому видно смуги, обриси дуже розмиті. Якщо світ не пульсує, або мерехтіння невелике, смуг і контурів бути не повинно. Спосіб не найточніший, тому, по можливості, рекомендую перевіряти його попередніми.
Заокруглені значення коефіцієнта пульсації деяких ламп, виміряних другим способом.
Лампа розжарювання 15 Вт - 17%
Лампа розжарювання 25 Вт - 12%
Лампа розжарювання 6 У 30 Вт - 3%
Лампа розжарювання 60 Вт - 11%
Лампа розжарювання 75 Вт - 9%
Лампа розжарювання 95 Вт - 8%
Лампа розжарювання 200 Вт - 6%
Компактна люмінесцентна лампа Philips 14 Вт - 11%
Світлодіодна лампа IKEA Ледаре 10 Вт 600 лм матова - 25%
Лампа Osram 11 Вт з дроселем - 41%
Світлодіодна лампа FlexLED 8,5 Вт - 55%. Збільшення ємності на 10 мкФ знизило пульсації до 37%
Світлодіодна лампа Navigator 94 146 NLL-G105-18-230-2.7K-E27 18 Вт - 1%
Чекаю всіх на каналах: