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DB44／T 1496.2-2016 LED测试仪器校准方法 第2部分：分布光度测试系统.pdf

分布光度测试系统distributingluminositymeasurement system

测试光源、灯具、介质或表面的方位光度和色度分布特性的测试系统。

光度计探头或光谱辐射计探头接收并直接评

DB11T 795.2-2011 园林绿化网格化管理 网格划分与编码规则或光谱辐射计探头接收并直接评估入射光的面

5.2.1.1第一类分布光度测试系统

5.2.1.2第二类分布光度测试系统

校准应在环境温度为（25土1）℃，相对湿度不大于85%的环境中进行。

5. 2. 2电源要求

总光通量标准白炽灯的供电电源应满足JJG247的要求。 发光强度标准灯的供电电源应满足JJG246的要求。 分布（颜色）温度标准灯供电电源应满足JJG213的要求 光谱辐射照度标准灯供电电源应满足.JJG384的要求。

5. 2. 3 其他要求

实验室应为无光暗室，并采取遮光措施，屏蔽杂散光干扰，室内不应有腐蚀性气体及影响测量 勃、无强电磁场干扰。

5.3校准用标准器及其它设备要求

第一类分布光度测试系统的标准器及相关设备见表1，第二类分布光度测试系统的标准器及相关 见表2。

表1第一类分布光度测试系统的标准器及相关设备

注：所有的操作过程中，标准灯的燃点姿态要保持一

表2第二类分布光度测试系统的标准器及相关设备

表2第二类分布光度测试系统的标准器及相关设备（续）

6.1第一类分布光度测试系统的校准

6.1.1第一类分布光度测试系统自校标准灯的校准

6.1.1.1光强标准灯的校准按JJG246要求进行。

6.1.1.1光强标准灯的校准按JJG246要求进行。 6.1.1.2光通量标准灯的校准按JJG247要求进行。 6.1.1.3分布（颜色）温度标准灯的校准按JJG213要求进行。 6.1.1.4光谱辐照度标准灯的校准按JJG384要求进行

6.1.2仪器测量重复性

用二级以上发光强度标准灯或二级以上总光通量标准白炽灯对仪器进行定标，测量步骤如下： a）依次将二级以上发光强度标准灯安装在仪器测试架上，调整标准灯的位置，使灯丝法向正对 光度计探测器，使它们垂直于水平测量轴线，灯丝的光度中心与分布式光度测试系统的测试

中心位置处于同一水平测量轴线上（宜在标准灯和光度接收器间放置多个光，以便减少杂 散光影响）； 启动分布式光度测试系统待预热稳定后，进入正常工作状态，分布光度测试系统驱动装置应 停止工作，记录仪器的发光强度测量数据I； c）根据平均发光强度示值误差测量结果，计算实验标准差，按式(5)得到仪器测量重复性。

E =I .(cos6:Q.)/r2

式中： E 接收区域上的照度； 到接收区域方向上的光强； ?一一入射角，相对接收面法线方向而言； 2。一—1球面度（单位立体角）； I一从光源到接收区域的距离。 d）光强标准灯与激光测距仪法测照度 使用光强标准灯和激光测距仪，因灯的玻璃外壳会偏转激光束，影响测量精度甚至无法测量，故 将激光测距仪固定在仪器安装灯具的位置，测量其到光度探测器的距离r。使用光度测试距离定律， 根据标准光强灯的光强计算照度，采用此方法时要保证发光强度标准灯为点光源。 注：测试距离（对基于光度距离法则的测量）是指从光源到接收区域的距离。光强测试的距离应在可行的范 围内遵循平方反比定律。总的来说，测试距离不应少于灯具出光口面最大尺寸的15倍。但是，对于过灯具 长轴的平面上有近似余弦分布的灯具，最小测试距离可以是垂直于光源轴的发光面尺寸的15倍或者平行于 光源轴的发光面尺寸的5倍。使用的最小测试距离应采取两个距离的较大者

分布光度测试系统光强校准有且不限于以下两种方法

a）光强值计算光强误差 按本标准6.1.2所述方法，记录仪器的发光强度测量数据，上述测量过程中每个标准灯重复三次 取平均值I。按式（7）计算光强误差：

式中： A,光强误差值； I一一仪器测得的光强值，单位为坎德拉（cd）； I。一—发光强度标准灯的标准值，单位为坎德拉（cd）。 依据上述方法测量不同型号的发光强度标准灯，计算光强误差得到△I2、△I3，分布光度测试系统 光强误差△取△，~△，最大值。 b）照度值计算光强误差 按本标准6.1.2所述方法，调整标准灯的位置。通过手持激光测距仪测量灯具中心至光度探测器 的距离l，。启动分布光度测试系统预热，其驱动装置应停止工作，当系统稳定后记录仪器的发光强度 测量数据，再立即将标准级照度计置于光度探测器的位置，记录照度值，上述测量过程重复三次。参 照式（8）计算得到光强：

式中： I——第i次测得的标准光强值； E：——标准级照度计的照度值； l：——灯具中心至光度探测器的距离。

一发光强度标准值，单位为坎德拉（cd） I.~L——第1~3次测得的标准光强值。

I=(, +I, +I)/3

依据上述方法测量不同型号的光强灯的光强，I.等同式（7）中的I。，按式（7）计算光强误差△，、 2、△3。分布光度测试系统光强误差△I取△，～△3最大值，上述光强灯应满足点光源的条件

光强误差测量采用与6.1.4中相对应的方法。使用发光强度标准灯作为光源，每隔3分钟测量 虽值，计算光强误差，测量5次，记为△I，i=1～5；α的计算方法参照式（10）：

式中： G光强稳定性； △Imin △I、～△I测得的光强误差值中最小值。

6.1.6转角分度误差校准方法

分布光度测试系统转角分度误差的校准有且不限于以下两种方法： a）使用回转轴校准装置与激光干涉仪作为标准器进行校准 将分布光度测试系统转台置于零位，确保回转轴校准装置固定在竖直或水平转轴的回转轴心处： 调整回转轴校准装置与回转轴心同心，偏心量小于0.1mm。 将激光干涉仪对准回转轴校准装置的反射镜并放置在分布光度测试系统底座旋转直径以外的安全 范围内。调整好光路，将激光干涉仪读数清零，旋转分布光度测试系统转台按测量范围分别在顺时针 和逆时针方向按15°角度间隔测量至180°，激光干涉仪在相应位置的读数为α；。 分度台受校点与干涉仪读数之差为示值误差，计算方式按式（11）计算。上述受检点点数及分布 可按实际使用需求调整，不作强制要求。

式中： △，一一仪器分度台受校点示值误差； α一一仪器分度台读数值； α，一一激光干涉仪读数值。 c）使用24面棱体与自准直仪作为标准器进行校准 校准时分布光度测试系统转台置于零位，将24面棱体固定在竖直或水平转轴的回转轴心处，并调 整棱体回转轴线与分度转台回转轴同心，

自准直仪放在基座上，调整自准直仪，使光轴大致通过棱体工作面中心，并对准棱体0°工作面， 由棱体工作面反射回来的影像对准自准直仪指标线，分度台读数归0，自准直仪读数为α。，然后转动 校准应在分度台正反转方向各进行一次，按式（12）求得各测量点示值误差：

式中： △，——分度台受校点示值误差； αo——分度台读数归0时自准直仪读数； β。——棱体0°工作面实际角度偏差值； B 棱体当前工作面实际角度偏差值

△，——分度台受校点示值误差； αo——分度台读数归0时自准直仪读数； β。——棱体0°工作面实际角度偏差值； α；——自准直仪读数值； 棱体当前工作面实际角度偏差值。

分布光度测试系统非线性有且不限于以下两种方法： a）使用两只不同发光强度标准灯法 使用色温为2856K、准确度等级为二级或以上的发光强度标准灯两只，其光强示值比倍数不低于 10，按本标准6.1.3所述方法对仪器照度进行测量。选取照度相比倍数不小于10的数据计算仪器非线 性，非线性误差按公式（13）计算：

E1 E std2 1×100% E

式中： E,、E，一照度相比倍数不小于10的照度测得值； Estd1、Estd2——照度相比倍数不小于10的照度标准值，由标准照度计测出或根据距离平方反比定 律算出； f一非线性误差。 远场分布光度测试系统可按6.1.4所述方法测量光强，利用公式（14）计算：

1×100% std1

6.1.8波长示值误差

图1第一类分布光度测试系统非线性测量原理

波长示值误差测量步骤如下： a）根据光谱辐射计校准波长范围选择适宜的波长校准光源。选择校准波长范围的已知发射谱线 2、22、..·元；一般选用低压汞灯或汞氩灯为标准光源。 b）波长校准光源中心、光谱辐射计入射光学系统中心应保证同轴。 c）点燃波长校准光源，开启计算机光谱辐射计操作软件。按照光谱辐射计操作说明，预热光谱 辐射计。重复测量5次，根据光谱辐射计扫描光谱峰值信号，确定光谱辐射计对应谱线的测 量平均值，元...元.。 d 根据公式（15）计算波长示值误差△、△22、…..△。若光谱辐射计可以进行波长偏 差修正，则进行波长偏差修正；否则光谱辐射计校准需要计入波长偏差带来的不确定度。光

根据公式（15）计算波长示值误差△2、△2，、.△2。若光谱辐射计可以进行波 差修正，则进行波长偏差修正；否则光谱辐射计校准需要计入波长偏差带来的不确定度 谱辐射计软件有自动补偿波长偏差功能的，采用软件功能补偿，否则手动输入补偿波长偏

式中： △——波长示值误差，i取1~n； 元——光谱辐射计对应谱线的测量平均值，单位为纳米（nm）；

采用6.1.8方法测得波长，由公式（16）计算波长重复性。

2'——光谱辐射计对应谱线的第i次测量值，取1~n

6.1.10总光通量校准

量原理包括但不限于光强积分法测量和照度分布

6.1.10.1光强积分法测量总光通量原理

由测得的被测光源或灯具的空间光强分布数据用数值积分的办法计算出被测光源或灯具的总

{ Iad = fe" f" I(e, n)sin ededn 2

式中： Φ 总光通量； 1 一光强值； 2 一总立体角。 (e, n) 空间角，如图2所示； n 方位角； C 极角。

式中： Φ 一总光通量； 1 一光强值； 2 总立体角。 (ε, n) 空间角，如图2所示； n 方位角； 8 极角。

6.1.10.2照度分布积分法测量总光通量原理

国家基准的方法，根据定义，已知光源周围空间 用合表面A的照度分布E, 式得出光通量Φ

Φ =「 EdA = r? T 「 E(e, n) sin ededn. = On = (

图2光通量的计算原理示意图

照度分布能通过分布光度测试系统在光源的球面测出。光源不必精确地放置在虚拟球的中心位置， 但是建议将它放在尽可能接近球中心的位置 由于机械原因，球中心到光度计探头的最小距离取决于被测灯的最大尺寸。只要照度计能根据方 向等条件正确地计算照度值（余弦响应），这个距离就可以小于极限测光距离。

6.1.10.3光通量校准

开启测试系统待稳定到正常工作状态，将一只总光通量标准白炽灯安装到分布光度测试系统中心 位置，并使总光通量标准白炽灯处于规定的燃点状态，发光中心处于分布光度测试系统的旋转中心， 设置平面间角度间隔一般为5°，平面内的角度间隔一般为1°，进行光通量测量，连续测量三次，记 录数据为Φ：，取1～3：总光通量Φ由式（19)计算：

式中： Φ—总光通量值，单位为流明（1m）； Φ，一一每一次标准灯测得的总光通量值，单位为流明（1m）。 总光通量误差△Φ，由式(20)计算：

式中： d一 总光通量误差值； Φ。一一光通量标准值，单位为流明（1m）。 至少使用三种不同的总光通量标准白炽灯重复上述测量和计算，光通量误差取其中最大值。

6.1.11色温、色度校准

首先用分布颜色温度标准灯或光谱辐射照度标准灯进行光谱定标，将标准灯分别安装到测试中心 位置，其处于规定的燃点方向，标准灯的发光中心处于分布光度测试系统的旋转中心、分布光谱辐射 计的旋转中心，稳定后设置转台处于静止状态，测试中光谱辐射计的光度探头和标准灯应保持稳定， 分布光度测试系统的驱动装置应停止工作。重复测量色温、色度值三次，取其平均值。色品坐标示值 误差按下式计算：

式中： Ax、△y——色品坐标示值误差； X;、yi —色品坐标第i次测量值； Xo、yo 。——标准灯色品坐标x、y标准值。 色温示值误差按下式计算

△T一色温示值误差； T，一一色温第i次测量值； T。一色温标准值。 至少使用三种不同的标准灯重复上述测量和计算，色品坐标、色温示值误差取其中最大值 第二类分布光度测试系统的校准

6. 2第二类分布光度测试系统的校准

6.2.1平均光强测量

近场测量条件B:d=0.100m。

YY/T 1222-2014 总三碘甲状腺原氨酸定量标记免疫分析试剂盒图3CIE标准条件下LED平均发光强度测量示意

测试条件符合CIE127条件A和B，照度和光强的关系可以由公式（6）来表示。在本系统中6为0， Q2。为1球面度（单位立体角）公式简化为：

式中： 1光强值； r—仪器设计上LED到探测器表面的距离； 照度值。

式中： 1一光强值； r 仪器设计上LED到探测器表面的距离 照度值。

6. 2. 2电流校准

使用一只LED标准管作为测试负载， 将标准电阻R串联到此测试电路中，仪器设定20mA恒流输出， 通过用数字多用表测量标准电阻两端电压值计算出正向电流标准值I，电路连接如图4所示。

GB/T 40193-2021 长芒苋检疫鉴定方法图4正向电流测量示意