Benning Luxmeter B User manual

EIN/AUS
ON/OFF
Luxmeter
Typ B
BENNING
Luxmeter Typ B
DHandbuch zur Beleuchtungsstärke
The illuminance handbook
 Manual de utilizare pentru iluminare

10/ 2010 BENNING LUXMETER B
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Inhaltsverzeichnis
1. Einführung ...................................................................................................3
2. Normen zu Beleuchtungsstärkemessgeräten (lux) .....................................4
2.1 DIN-Normen zu Beleuchtungsstärkemessgeräten (lux) ..............................5
3. Allgemeines zur Beleuchtungsstärke ..........................................................5
3.1 Der Ursprung des Lichts..............................................................................5
3.2 Radiometrische und fotometrische Werte ...................................................5
3.3 Grundlegende fotometrische Definitionen ...................................................5
3.4 Tabelle zur Umrechnung der fotometrischen Einheiten ..............................6
3.5 FAQs: Beleuchtungsstärke oder Leuchtdichte ............................................6
3.6 WasistdieCIE-oderV(λ)-Kurve? ..............................................................8
3.7 WasistdieKosinuskorrektur?.....................................................................9
4. Messungen zur Beleuchtungsstärke .........................................................10
4.1 Wann und warum die Beleuchtungsstärke zu messen ist.........................10
4.2 Einige nützliche Tipps für einwandfreie Messungen .................................10
4.3 WiemisstmandiedurchschnittlicheBeleuchtungsstärke? ...................... 11
4.4 KalibrierungderBeleuchtungsmessgeräte................................................ 11
5. Beleuchtungsnormwerte............................................................................12
6. Technische Daten ......................................................................................13
6.1 Beleuchtungssonde BENNING Luxmeter Typ B .......................................13

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1. Einführung
Zweck dieses Handbuches ist es, dem Leser die Herausforderungen, die bei
Messungen der Beleuchtungsstärke entstehen, näher zu bringen.
Im ersten Teil des Buches werden die Normen und Vorschriften für diesen
Fachbereich beschrieben.
Der zweite Teil schildert vereinfacht die Grundlagen der Lichtmessung.
Außerdem enthält er die wichtigsten Definitionen und Terminologie, zum Teil mit
anschaulichenAbbildungen,umdasThemaverständlicherzumachen.
Im dritten und letzten Teil werden die Messmethoden erörtert und Tipps für
schnelle und einwandfreie Messungen gegeben.
Am Ende des Handbuches finden Sie eine Tabelle der gebräuchlichsten
Beleuchtungsgrenzwerte und die technischen Daten der Beleuchtungssonde
Luxmeter Typ B.
Die Beleuchtungssonde BENNING Luxmeter Typ B ist zur Messung in
Verbindung mit dem Installationsprüfgerät BENNING IT 120 B ausgelegt. Siehe
auch Bedienungsanleitung BENNING IT 120 B!
Zubetonenist,dassalleSondenundTestgerätevonBENNINGdazukonzipiert
sind, schnelle und einwandfreie Lichtmessungen auszuführen.
Das BENNING Luxmeter Typ B ist genauestens V (λ) angepasst sowie kosinus-
korrigiertundstimmtvollständigmitdenVorschriftenzurGenauigkeitderDIN
5032/7KlasseBüberein.MitdemGerätkannmansowohlPunktlichtmessungen
als auch Flächenlichtmessungen durchführen und die Daten aufzeichnen.
Alle wichtigen Daten können gespeichert, wiederaufgerufen oder mit zuvor
eingestellten Grenzwerten verglichen werden. Leistungsstarke PC Software
Pakete ermöglichen eine weiterführendeAuswertung der Testdaten und ihre
Dokumentation.
Unsere Adresse:
Benning Elektrotechnik & Elektronik GmbH & Co. KG
Münsterstraße 135 - 137
D - 46397 Bocholt
Phone: [phone] - 0 • Fax: [phone] - 429
www.benning.de • E-Mail: [email protected]
(DieAutoren sind über jeden Kommentar oder Vorschlag dankbar, der dabei
hilft,dasHandbuchunddieProduktevonBENNINGzuergänzen).

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2. Normen zu Beleuchtungsstärkemessgeräten (lux)
Die Internationale Beleuchtungskommission (CIE, abgekürzt nach dem franzö-
sischenTitel)isteineOrganisation,diesichmitderinternationalenKooperation
und dem Austausch von Informationen zwischen den Mitgliedsländern, was
die Wissenschaft und Kunst der Beleuchtung betrifft, beschäftigt. Nach
einem Übereinkommen zwischen ISO (Internationale Organisation für
Standardisierung) und CIE werden die Normen von ISO mit dem Aufdruck
beiderLogosveröffentlicht.Normen,dievonCIEerstelltwerden,sindpräzise
Datendokumentationen,diedieAspektevonLichtundBeleuchtungdefinieren,
da eine internationale Übereinstimmung eine einheitliche Definition erfordert.
Die CIE Normen sind deshalb eine Hauptquelle für international anerkannte und
vereinbarteDaten,dieunverändertfüruniverselleStandardsystemeverwendet
werden können.
CIE 69  Methoden zur Charakterisierung von Beleuchtungsstärkemess-
geräten und Leuchtdichtemessgeräten
Die Eigenschaften der Fotometer und Fotometerköpfe zur Messung der
Beleuchtungsstärke und Leuchtdichte sind definiert. Kalibrierungsmethoden
und Fehlerquellen werden beschrieben.
BS 667 In dieser Norm sind die Anforderungen für Messgeräte (Typ F) zur
Messung des Lichtvektors der Beleuchtungsstärke beschrieben.
Die wesentlichen Definitionen und Anforderungen bezüglich der
Leistung der Messung und Konstruktion der Messgeräte sind
ebenso aufgeführt.
DIN 5032 /7 Lichttechnische Bewertung für Messgeräte zur Beleuchtungsstärke
und Helligkeit
NachderdeutschenNorm DIN 5032 gibt es vier KlassenvonBeleuchtungs-
stärkemessgeräten: L, A, B und C. Die Anforderungen für Typ F (Messgeräte)
zurMessungdesLichtvektorsderBeleuchtungsstärkesindindenKlassenA,
B und C aufgeführt.
Tabelle 1 zeigt die maximalen, erlaubten Fehler über dem Messbereich:
Parameter DIN 5032 – 7
Klasse B
Stimmt mit der V(λ)
Funktion überein 6%
Ultraviolettempfindlichkeit 2%
Infrarotempfindlichkeit 2%
Kosinuskorrektur 3%
Nicht-Linearität 2%
Ermüdung 1%
Temperaturwechsel 1%/GradK
Moduliertes Licht 0,5%
Tabelle 1: Genauigkeit von Beleuchtungsstärkemessgeräten
BENNINGLuxmeterTypBstimmtmitdenAnforderungenderKlasseBüberein.

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2.1 DIN-Normen zu Beleuch tungs stärkemessgeräten (lux)
Es gibt mehrere DIN (Deutsche Industrienorm) mit genauen Beschreibungen
(Definitionen, Maßnahmen, Messungen, Fehlwerten etc.) zur Lichtmessung in
verschiedenenprivatenundöffentlichenRäumen.
DIN 5035 Beleuchtung mit künstlichem Licht
- allgemeine Maßnahmen, Messungen,
- Terminologie, Definitionen und Rechnungen,
- BeleuchtunginKrankenhäusern,Schulen,Arbeitsplätzen,Büros,
- Beleuchtung in Räumen mit Bildschirmen.
DIN 5034 Tageslicht in Innenräumen
- allgemeine Maßnahmen, Messungen,
- Terminologie, Definitionen und Rechnungen,
- Definition der Mindestfenstergröße für Apartments
DIN 5037 LichttechnischeBewertungvonScheinwerfern
DIN 5044 Verkehrsbeleuchtung mit Straßenbeleuchtung
DIN 33400 Arbeitsplatz: Definition
DIN 67526 Sportstättenbeleuchtung
3. Allgemeines zur Beleuchtungsstärke
3.1 Der Ursprung des Lichts
Licht ist ein Teil der elektromagnetischen Wellen. Das elektromagnetische
SpektrumumfassteinensehrgroßenBereich:vonsehrniedrigenFrequenzen
oder Infra-Frequenzen über Radiowellen mit einer Wellenlänge von einem
Meter oder mehr bis hin zu Röntgenstrahlen und Gammastrahlen mit einer
Wellenlänge von weniger als einem Milliardstel eines Meters.Aber der Teil,
der uns interessiert, ist der optische Teil des elektromagnetischen Spektrums
(Abbildung 1). Dieser liegt zwischen den Radiowellen und Röntgenstrahlen oder
genauer gesagt: er grenzt auf der einen Seite am Infrarotlicht, auf der anderen
amultraviolettenLicht.
Röntgen-
strahlen
UV-C UV-B UV-A
Sichtbares Licht
380-770 mm
Ultraviolettes Licht
100-380 mm
Infrarotlicht
770 mm - 1 mm Mikrowellen
Abbildung 1: Elektromagnetisches Spektrum
3.2 Radiometrische und fotometrische Werte
Es gibt zwei Arten, nach denen man Licht messen kann:
- radiometrisch (auf Energie basierend),
- fotometrisch (nach der Empfindlichkeit des menschlichen Auges gewichtet).
Die Werte, die sich auf die Empfindlichkeit des menschlichen Auges bezie-
hen (Lichtstrom, Beleuchtungsstärke, Leuchtdichte und Lichtstärke), wer-
den mit fotometrischen Lichteinheiten gemessen, während die anderen
(Strahlungsfluss, Bestrahlungsstärke, Strahldichte und Strahlstärke) mit ener-
getischen Einheiten gemessen werden.
DasLumenzumBeispielistdasfotometrischeÄquivalentzuWatt.Möchteman
sichtbaresLichtmessen,mussmanfotometrischeGrößenverwenden.Möchte
manLichtenergiemessen,mussmanradiometrischeGrößenverwenden.
3.3 Grundlegende fotometrische Definitionen
LichtstromP[lm]
Mit dem Lichtstrom misst man den Fluss des sichtbaren Lichts. Die Einheit ist
Lumen.EsgibtzweiverschiedeneArtenvonLichtströmen:
- fotopischer Fluss (nach der Empfindlichkeit des Auges bei normalen
Lichteinfluss gewichtet)
- skotopischer Fluss (nach der Empfindlichkeit des menschlichen Auges in
starker Dunkelheit gewichtet)
LichtstärkeI[lm/sr]
Mit der Lichtstärke misst man den Lichtstrom, der pro Raumwinkel ausgestrahlt
wird.
Die Einheit, in dem der Raumbetrachtungswinkel gemessen wird, heißt
Steradiant. Ein Steradiant deckt einen Quadratmeter auf der Oberfläche einer
KugelmiteinemRadiusvon1Meterab.

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BeleuchtungsstärkeE[lm/m2=lux]
Die Beleuchtungsstärke gibt die Dichte eines Lichtflusseinfalls an einem bestimm-
tenPunkt aneiner Oberflächean.DieMaßeinheitderBeleuchtungsstärkeist
Lux.1Lux wird voneinerLichtquelle mit derLichtstärke1Candela in einem
AbstandvoneinemMetererzeugt.
LeuchtdichteL[lm/m2/sr=cd/m2]
Mit der Leuchtdichte misst man den Lichtfluss, der von einer Oberfläche in
einem spitzen Raumwinkel als Projektion auf einer Oberfläche ausgestrahlt
wird.
3.4 Tabelle zur Umrechnung der fotometrischen Einheiten
Candela [cd], Lumen [lm], Lux [lux]
lm/m2=lux(lx)
lm/cm2=phot(ph)
lm/ft2=footcandle(fc)
lm/sr=cd
Die Einheiten fc und lux werden in diesem Bereich am häufigsten erwähnt.
Die Umrechnung zwischen fc und lux ist nach der folgenden Gleichung vor-
zunehmen:
1fc=10,764lux
3.5 FAQs: Beleuchtungsstärke oder Leuchtdichte
Mit der Leuchtdichte misst man die empfundene Helligkeit einer Lichtquelle, in
die man gerade schaut. Diese Definition erfordert eine kleine Lichtquelle, da
derEnergieflussvondieseralsEnergieinnerhalbeinesRaumwinkelsdefiniert
ist,unabhängigvondemAbstanddesBetrachters.IstdieLichtquellesehrklein,
z.B. eine kleine Halogenglühbirne, erscheint es so, als wäre sie sehr hell, auch
wenn die Intensität nur bei 1 Candela liegt. Ist die Lichtquelle, wie z.B. eine
Kerze,klein, abernichtdirekt einPunkt,hat mandenEindruckeineskleinen
Lichtbereichs von gemässigter Helligkeit, sogar wenn die Lichtstärke auch 1
Candela beträgt.
Um die Leuchtdichte zu messen, müssen die Sensoren mit speziellen Linsen
ausgerüstet sein, damit der gewünschte Betrachtungswinkel für die Messung
eingestellt werden kann.
Die Beleuchtungsstärke ist der Lichtfluss einer oder mehrerer Lichtquellen, die
einen bestimmten Bereich erreichen. Es wird nur der Flussanteil orthogonal zur
Oberfläche betrachtet. Der Betrachtungswinkel beträgt 180% (eben) und wird
mitderFunktionderKosinuskorrekturgemessen.
Beispiel:
Der Mond kann als Punktlichtquelle betrachtet werden. Andererseits wird
MondlichtvonderAtmosphäregebrochenundreflektiertundträgtsomitauch
einen großen Teil zur Lichtmenge, die auf die Erdoberfläche trifft, bei. Daraus
resultiert,dassMondlichteineKombinationauseinerPunktlichtquelleundeiner
2πSteradiant Flächenlichtquelle ist. Wenn Sie den Detektor direkt auf den
Mondrichten unddenPfad desMondesverfolgen, würdenSiediemaximale
Beleuchtungsstärke messen. Die Messung der Leuchtdichte muss in einem
spitzenWinkel(<4º)erfolgen,umdiedurchdieMesseinheitenvorausgesetzten
Bedingungen einzuhalten.

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Beleuchtungsstärke
$ " .
Leuchtdichte
$ " .
Abbildung 2: Beleuchtungsstärke oder Leuchtdichte

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3.6 Was ist die CIE- oder V(λ)-Kurve?
Die Fotometrie definiert Licht dadurch, wie es von dem menschlichen Auge
wahrgenommenwird.DieEmpfindlichkeitdesAugeshängtvonderWellenlänge
bzw. Lichtfarbe ab. Die spektrale Empfindlichkeit des menschlichen Auges
kann sich bei einem Wechsel der Lichtstärke ändern. Das Auge hat zwei unter-
schiedliche spektrale Empfindlichkeiten, die nach der Helligkeit, die in das Auge
eintritt, definiert werden:
- Fotopische Lichtbedingungen der Empfindlichkeit (hell-addaptiertes Auge):
Sind für eine Lichtstärke über 0,1 lux definiert. Unter diesen Bedingungen
hatdasAugeeinemaximaleEmpfindlichkeitvon555nmimgrünenBereich
des sichtbaren Spektrums und reguliert sich auf 1 bei dieser Wellenlänge,
währendsiebeiinfrarotemoderultraviolettemLicht0beträgt.
- Skotopische Lichtbedingungen der Empfindlichkeit (dunkeladaptiertes
Auge):
Treten bei niedrigen Lichtbedingungen (skotopisch) auf, bei denen die
Lichtstärke zwischen 0,0001 und 0,01 lux liegt. Unter diesen Umständen
erreichtdasAugeeineHöchstempfindlichkeitvonungefähr500nm.
Empfindlichkeit
1
0.8
0.6
0.4
0.2
380 420 460 500 540 580 620 660
Wellenlänge, nm
Abbildung 3: V(λ) Kurve für beide Augenempfindlichkeiten
Die Empfindlichkeitskurve wird auch CIE- oder V(λ)-Kurve genannt und ist
in dem Dokument CIE 10527 definiert. Sensoren in Beleuchtungsstärke-
messgeräten müssen spezielle Farbfilter verwenden, um die Empfindlichkeit
anzupassen.
Skotopisch
Fotopisch

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3.7 Was ist die Kosinuskorrektur?
Licht, das in einem Winkel auf einen Gegenstand fällt, wird um so stär-
ker reflektiert, je spitzer der Einfallswinkel wird. Dies führt dazu, dass
Beleuchtungsmessgeräte zu niedrige Werte messen, wenn das Licht schief
einfällt.Umdies zu verhindern kannmaneineFassung zur Kosinuskorrektur
odereinenKosinusdiffuserimMeterkopfverwenden,derdafürsorgt,dassdie
WinkelempfindlichkeitbeiderKosinusfunktionliegt.
Θ = Einfallswinkel
Θ= 8 5
Ο
9 %
Θ= 0
Ο
1 0 0 %
Θ= 3 0
Ο
87%
Θ= 6 0
Ο
50%
100
80
60
40
20
-70 -50 -30 -10 10 30 50 70 90
Beobachtete Oberfläche
Relative Empfindlichkeit
Θ= 8 5
Ο
9 %
Θ= 0
Ο
1 0 0 %
Θ= 3 0
Ο
87%
Θ= 6 0
Ο
50%
100
80
60
40
20
-70 -50 -30 -10 10 30 50 70 90
Einfallswinkel (°)
Abbildung 4: Kosinuskorrektur

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4. Messungen zur Beleuchtungsstärke
Praktische Messgeräte haben einen Halbleiter, der das absorbierte Licht in
elektrischen Strom umwandelt. Für einwandfreie Messungen sollten Luxmeter
mitFotozellennurverwendetwerden,wennsiekosinus-undfarbkorrigiertsind.
4.1 Wann und warum die Beleuchtungsstärke zu messen ist
DieBeleuchtungsstärkesollteimmergemessenwerden,bevormanInnen-oder
Außenbeleuchtung anbringen möchte.
Zu hohe oder zu niedrige Beleuchtungsstärke kann die Gesundheit angreifen
oderSicherheitsrisikenundpsychischeProblemehervorrufen.
4.2 Einige nützliche Tipps für einwandfreie Messungen
- Halten Sie den Sensor bei Messungen der Beleuchtung an Arbeitsplätzen
vordas(biszu0,2m)undparallelzumzumessendenGegenstand(Tisch,
Bedienfeld, Schreibtisch etc).
- Bei Messungen der horizontalen Beleuchtung halten Sie den Sensor vor
den zu messenden Gegenstand, so dass das Sensorenfenster auf die
Decke gerichtet ist. Der Abstand zwischen Boden und Sensor beträgt
bei Messungen in normalen Räumen 0,85m und bei Messungen von
Verkehrswegen in Innenräumen 0,2.
- Vergewissern Sie sich während der Messung, dass der Lichteinfall auf den
Sensor nicht durch den Bediener oder andere Objekte, die nicht Teil der
Messung sind (Abschirmung oder Reflektion), beeinflusst wird.
- ÜberprüfenSiedieNullstellungderSkalabeieinervollständigenAbdeckung
des Sensors.
- Überprüfen Sie den Zustand der Batterie im Gerät.
- Entladungs-oderLeuchtstofflampensolltenvorderMessungfüreinigeZeit
angeschaltetsein (wennmöglich15 Minuten),umsich vollständigerwär-
menzukönnen.FallsdasBeleuchtungsmittelvollständiggeschlossenist,
kann sich die Zeit, die die Leuchten benötigen, um sich zu stabilisieren,
noch erhöhen.
- WelcheProzedurSiefürdieMessungwählensollten,hängtdavonab,ob
der Raum möbliert ist oder nicht bzw. belegt ist oder nicht. In einigen Fällen
solltederSchatteneffektderKörperinBetrachtgezogenwerden.
- Für die Planung sollte der Wert der Nennbeleuchtungsstärke (siehe
Tabelle4)miteinemFaktorvonmindestens1,25multipliziertwerden.
- Die durchschnittliche Beleuchtungsstärke darf nicht den 0,8 fachen Wert
des Nennwertes unterschreiten.
- Die Mindestbeleuchtungsstärke darf nie unter dem 0,6 fachen Wert des
Nennwertes liegen.
Weitere Empfehlungen finden Sie in der DIN 5035.

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4.3 Wie misst man die durchschnittliche Beleuchtungsstärke?
Manchmal ist es notwendig, die durchschnittliche Beleuchtungsstärke in einem
Raum herauszufinden.
Ein Luxmeter zeigt nur die Beleuchtungsstärke zum Zeitpunkt der Messung
und nicht die durchschnittliche Beleuchtungsstärke des Raumes. Um die durch-
schnittliche Beleuchtungsstärke in einem Bereich herauszufinden, muss der
Bereich in einige gleich große, möglichst quadratische Gebiete eingeteilt wer-
den. Dann wird die Beleuchtungsstärke in der Mitte jedes Quadrates gemessen
und anschließend der Durchschnitt der Ergebnisse ermittelt. Die Mindestanzahl
an gleich großen Gebieten, die nötig ist, um Genauigkeit zu erreichen, kann
durch die Ziffer n bestimmt werden:
L x B
n  =  -------------------------
(L + B) x Hm
L ist die Länge, B die Breite des Innenraumes und Hmist die Höhe der
LeuchtmittelüberderEbene,aufderdieMessungvorgenommenwird.
Die Höhe der Arbeitsfläche beträgt im Normalfall 0,85 m für Arbeitstische
bzw. 0,72m für die Höhe des Bildschirmes, vorausgesetzt, die Höhe der
Hauptarbeitsfläche liegt nicht über der normalen Flurhöhe. Wird die Arbeit
auf Flurhöhe ausgeübt, wird der Boden als Arbeitsfläche für die Messung
genommen.
DieAnzahlderMessstellenhängtvondemWertnab.
n
Mindestanzahl an
Messstellen für eine
Unsicherheit von ± 5 %
Mindestanzahl an
Messstellen für eine
Unsicherheit von ± 10 %
n < 1 8 4
1≤n<2 18 9
2≤n<3 32 16
3 < n 50 25
Tabelle 2: Anzahl an Messstellen
4.4 Kalibrierung der Beleuchtungsmessgeräte
Als allgemeine Regel gilt, dass Messgeräte mit Siliziumdioden alle zwei Jahre
neu kalibriert werden sollten. Unternehmen, die nach den Normen ISO 9000
arbeiten, sollten ihre Messgeräte alle 12 Monate kalibrieren. Um die Genauigkeit
der Sonden zu erhalten, sollten sie regelmäßig neu kalibriert werden.

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5. Beleuchtungsnormwerte
Art der
Sehaufgabe Beispiele in der Praxis
Normale
Beleuchtung
(Lichtstärke)
in Lux
Orientierung
Verkehrsbereiche, unter-
geordnete Räume 20
VolleLagerräume,Korridore
inGebäudenfürPersonen 50
Einfache
Sehaufgaben
Produktionsanlagenmitgelegent-
lichenAktivitäten,Sanitäranlagen,
Maschinenräume, Verkehrswege für
Fahrzeuge in Gebäuden, Treppen,
Förderbänder, Untersuchungs-
und Behandlungsräume
100
Einfache Arbeit, regelmä-
ßig belegte Arbeitsplätze in
Produktionsanlagen,Lagerräume
mitLeseaufgaben,Kantinen
200
Normale
Sehaufgaben
Konferenzräume
Turnhallen 300
Büros, medizinische
Einrichtungen (Notdienst) 500
Konstruktions-undZeichensäale 750
Schwierige
Sehaufgaben
Überwachungsorte, technische
Zeichnungen,offenePlanbüros,
Montageräume, Teststationen
1000
Sehr schwere
Sehaufgaben
MontageräumefürKleinbauteile,
Vorführfenster 1500
Tabelle 3: Normwerte für Arbeitsstätten in Innenräumen gemäß Norm
DIN 5035
Die oben aufgeführten Nennwerte sind Richtwerte. Sie beziehen sich allgemein
aufdiehorizontaleArbeitsoberflächeineinerHöhevon0,85müberdemBoden
und den mittleren Alterungszustand der Beleuchtung.
Zustand Beleuchtungsstärke (lux)
Sonnenschein 50.000 - 100.000
Diesig 25.000 - 50.000
Leicht bewölkt 10.000 - 25.000
Bewölkt 2.000 - 10.000
Sehr trüb 100 - 2.000
Sonnenuntergang 1 – 100
Gute Straßenbeleuchtung 20
Schlechte Straßenbeleuchtung 0,1
Vollmond 0,01 - 0,1
Sternenlicht 0,001 - 0,001
Bewölkte Nacht 0,00001 - 0,0001
Tabelle 4: Typische Beleuchtungsstärke an Flächen im Freien

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6. Technische Daten
6.1 Beleuchtungssonde BENNING Luxmeter Typ B (Art.Nr.: 044111)
Messbereich (lux) Auflösung (lux) Genauigkeit
0.01 ÷19.99 0.01
± (5% des Ablesewerts
+2 Digits)
20.0 ÷199.9 0.1
200 ÷1999 1
2.00 ÷19.99 k 10
Tabelle 5: Beleuchtungsstärke, Spezifikationen gültig in Verbindung mit
dem Installationsprüfgerät BENNING IT 120 B
Messmethode    SiPhotodiodemitV(λ)Filter
Sondensensorkarakteristik <3.8%nachCIEKurve
KosinusFehler    <2.5%imBereich+/-85Grad
Allgemeine Genauigkeit nach dem DIN 5032 Class B Standard

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Vertrieb:
Hersteller:
Benning Elektrotechnik & Elektronik GmbH & Co. KG
Münsterstraße 135 - 137
D - 46397 Bocholt
Phone: [phone] - 0 • Fax: [phone] - 429
www.benning.de • E-Mail: [email protected]
DiesesKennzeichenaufdenProduktenzertifiziert,dassdiese
den Vorschriften der EU (Europäische Union) zur Sicherheit und
elektromagnetischen Verträglichkeit entsprechen.
© 2010 BENNING
Reproduktion und Gebrauch dieser Veröffentlichung in allen Fällen nur mit
schriftlicherGenehmigungvonBENNING.
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Table of content
1. Introduction................................................................................................16
2. Standards for field illuminance (lux) meters ..............................................17
2.1 DIN-standards for field illuminance (lux) meters .......................................18
3. General about illuminance.........................................................................18
3.1 The origin of light.......................................................................................18
3.2 RadiometricandPhotometricvalues.........................................................18
3.3 Basic photometric definitions.....................................................................18
3.4 Photometricunitsconversiontable ...........................................................19
3.5 FAQ:IlluminancevsLuminance................................................................19
3.6 What is the CIE V(λ)curve?......................................................................21
3.7 Whatiscosinecorrection? ........................................................................22
4. Illuminance measurements........................................................................23
4.1 When and why to measure illuminance ....................................................23
4.2 Some useful hints to ensure accurate measurements..............................23
4.3 Howtomeasureaverageilluminance? .....................................................24
4.4 Calibration of illumination testers ..............................................................24
5. Standardilluminationvalues......................................................................25
6. Technical data ...........................................................................................26
6.1 Illuminance probe BENNING Luxmeter Typ B ..........................................26

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1. Introduction
The purpose of this handbook is to better acquaint the reader with the chal-
lenges of illumination measurements.
In the first part of the book the standards and regulations in this field are
described.
In the second part basics of light measurements are introduced in a simple man-
ner. The most important definitions and terminology are applied, including some
illustrativepictureswhichhelptobetterunderstandthetopics.
The third and last part presents the measurement methodology. Many useful
hintsaregiveninordertoperformfastandaccuratemeasurements.
One table of most frequently used illuminance limits are added at the end of
this handbook.
The illuminance probe BENNING Luxmeter type B is designed for measure-
ments in conjunction with the installation tester BENNINGIT120 B. Please
notice also the operating manual of the BENNING IT 120 B.
It has to be stressed that all BENNING illuminance probes and testers are
designed to perform light measurements in a fast and accurate manner.
The BENNING Luxmeter type B is precisely V (λ) adapted and cosine corrected
and it is in complete compliance with the DIN 5032/7 Class B (Luxmeter Type
B) accuracy regulations. The instrument can perform spot or long term measure-
mentsandhaverecordingfacilities.Allimportantdata(max,min,avg)canbe
stored,recalledorcomparedwithpresetedlimits.PowerfulPCSWpackages
enable further analysis of test data and their documentation.
Our address:
Benning Elektrotechnik & Elektronik GmbH & Co. KG
Münsterstraße 135 - 137
D - 46397 Bocholt
Phone: [phone] - 0 • Fax: [phone] - 93 - 429
www.benning.de • E-Mail: [email protected]
(The authors would appreciate any comment or additional suggestion which
would help us supplement the handbook and BENNING‘s products).

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2. Main feature standards for field illuminance (lux) meters
The International Commission on Illumination (abbreviated as CIE from its
French title) is an organization devoted to international cooperation and
exchange of information between its member countries on all matters relating
to the science and art of lighting. In accordance with an agreement between
ISO (the International Organization for Standardization) and CIE, standards are
published as double logo standards by ISO. Standards produced by the CIE are
a concise documentation of data defining aspects of light and lighting, for which
international harmony requires a unique definition. CIE Standards are therefore
a primary source of internationally accepted and agreed data which can be
taken,essentiallyunaltered,intouniversalstandardsystems.
CIE 69 Methods of Characterizing Illuminance Meters and Luminance
Meters
The properties of photometers and photometer heads for the measurements of
illuminanceandluminance are defined. Methods of calibration are given and
sources of errors are described.
BS 667 The requirements for field instruments (type F) meters for the
measurement of planar illuminance are specified in this standard.
The main definitions and requirements regarding the performance
of measurements and construction of measurement instrument are
also included.
DIN 5032 /7 Light Measurement Classifications for illuminance and brightness
measurement instruments
There are four classes of illuminance meters due to the German DIN 5032
standard: L, A, B and C. Requirements for type F (field instruments) meters for
the measurement of planar illuminance are specified in classes A, B and C.
Intable1themaximumallowederrorovertheeffectiverangeisspecified:
Parameter DIN 5032 – 7
Class B
Matching to V(λ) function 6%
Ultravioletresponse 2%
Infra-red response 2%
Cosine correction 3%
Non-linearity 2%
Fatigue 1%
Temperature change 1% / degreeK
Modulated light 0,5%
Table 1: Accuracy of field illuminance meters
BENNING Luxmeter type B is Class B compliant.

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2.1 Main application standards for field illuminance (lux) meters
There is a series of DIN (German Industrial Standards) standards with detailed
descriptions(definitions,precautions,measurements,worstvaluesetc)oflight
measuringindifferentprivatandpublicplaces.
DIN 5035 Illumination with artificial lights
- general precautions, measurements,
- terms, definitions and calculations,
- illumination in hospitals, schools, working places, offices,
- illumination in places with screens.
DIN 5034 Daylight in indoor rooms
- general precautions, measurements,
- terms, definitions and calculations,
- definition of minimum window size apartmans and loft rooms.
DIN 5037 Headlights
DIN 5044 Traffic illumination with street lights
DIN 33400 Workplace definition
DIN 67526 Lighting for sport facilities
3. General about illuminance
3.1 The origin of light
Light is a part of the electromagnetic waves. The electromagnetic spectrum
coversan extremelybroad range,fromverylowfrequenciesorinfra-frequen-
ciesovertheradiowaveswithwavelengthsofameterormoreononeside,to
x-raysandgamma-rayswithwavelengthsoflessthanabillionthofameter.But
the part of the light which we are interested in is the optical portion of the elec-
tromagneticspectrum(Figure1).Itliesbetweenradiowavesandx-rays,tobe
exact,itbordersoninfraredlightononesideandultravioletontheother.
Figure 1: Electromagnetic spectrum
3.2 Radiometric and Photometric values
The two approaches on how to measure light are:
- radiometric (based on energy),
- photometric(weightedtomatchtheresponsivityofthehumaneye).
The values that are weighted to match the responsivity of the human eye
(luminous flux, illuminance, luminance and luminous intensity) are measured by
photometric light units, the others (radiant flux, irradiance, radiance and radiant
intensity) by energetic units.
Thelumen,forexample,isthephotometricequivalentofthewatt.Ifonewants
tomeasurevisiblelight,onemustusephotometricquantities.Ifonewantsto
measure energy of light, one must use radiometric quantities.
3.3 Basic photometric definitions
Luminous Flux P[lm]
Luminousfluxisameasureofflowofvisiblelight.Theunitofthemeasureis
Lumen. There are two kinds of luminous flux:
- photopicflux(weightedtomatchtheresponsivityoftheeyeinnormallight
condition)
- scotopic flux (weighted to the sensitivity of the human eye in the dark
adapted state)
Luminous intensityI[lm/sr]
Luminous intensity is a measure of luminous flux emitted per unit solid angle.
Theunitofsolidviewingangleissteradian.Onesteradiancoversonesquare
meter on the surface of a sphere of 1 meter radius.
IlluminanceE[lm/m2=lux]
Illuminanceisthedensityofaluminousfluxincidentonagivenpointonasur-
face and is measured in Lux. 1 Lux is caused by a light source with the intensity
of 1 candela at the distance of 1 meter.
LuminanceL[lm/m2/sr=cd/m2]
Luminance is a measure of luminous flux emitted from an element of a surface
into a small solid angle per unit of projected area of the surface.
X-rays
UV-C UV-B UV-A
Visible light
380-770 mm
Ultraviolet light
100-380 mm
Infrared light
770 mm - 1 mm Microwaves

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3.4 Photometric units conversion table
Candela [cd], Lumen [lm], Lux [lux]
lm/m2=lux(lx)
lm/cm2=phot(ph)
lm/ft2=footcandle(fc)
lm/sr=cd
Units fc and lux are dominating in the field.
Conversionbetweenfcandluxismadeaccordingtothefollowingequation:
1fc=10.764lux
3.5 FAQ: Illuminance vs Luminance
Luminanceis ameasure oftheperceivedbrightnessofthesource whenyou
look at it. The definition implies a small source, because the energy stream
fromitisdefinedasenergywithinagivensolidangle,independentofdistance
totheobserver.Ifthesourceisverysmall,atinyquartzhalogentorchbulbfor
example,the brightnesswillappear tobeintense, evenifitsemissionis one
candela. If the source is, like a candle, small but not really a point, you will get
animpressionofasmallareaoflightofmoderatebrightness,eventhoughthe
light intensity is also one candela.
For measuring Luminance, the sensors must be equipped with special optics to
providethedesiredeffectiveviewingangle.
Illuminance is the light flux of one or more different light sources that are strik-
ing a certain area. Only the flux portion orthogonal to the surface is considered.
The viewing angle is 180% (plane) and weighted with the cosinus correction
function.
Example:
Themoonmaybeconsideredverymuchasapointsource.Ontheotherhand
moonlight, refracted and reflected by the atmosphere, contributes significantly
totheoverallamountoflightreachingtheearth’ssurface.Asaresultmoonlight
is a combination of a point source and a 2 πsteradian area source. If you aimed
the detector directly at the moon and tracked the moon‘s path, you would be
measuring the maximum illuminance. Luminance measurements require a
narrow viewing angle (< 4º) in order to satisfy the conditions underlying the
measurement units.

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Illuminance
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Luminance
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Figure 2: Illuminance vs Luminance