DB44-T 1496.2-2016 LED 測試儀器校準(zhǔn)方法 第2部分：分布光度測試系統(tǒng)

71備案號：52762-2017

DB44 DB44/T

LED

測試儀器校準(zhǔn)方法

部分：分布光度測試系統(tǒng)

廣東省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局

發(fā)布DB44/T

目 次前言……………………………

5.1

系統(tǒng)概述…………………5.2

環(huán)境條件…………………5.3

校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)器及其它設(shè)備要求…………

6.1

第一類分布光度測試系統(tǒng)的校準(zhǔn)………………………6.2

第二類分布光度測試系統(tǒng)的校準(zhǔn)……………………14

18DB44/T

前 言DB44/T

本部分為DB44/T

DB44/T

LED

測試儀器校準(zhǔn)方法 第

2

部分：分布光度測試系統(tǒng)

范圍

規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本GB/T

2900.65-2004

照明

GB/T

22907-2008 GB/T

24824-2009 GB/T

26178-2010 GB/T

26184-2010 JJF

1114-2004JJF

1251-2010 JJG

30-2012

SJ/T

11395-2009

光度數(shù)據(jù)電子傳輸?shù)耐扑]文件格式（Recommended

File

Transfer

Luminaire

Photometric

Data）CIE

127-2007

EN

13032-1:2012 燈和照明.燈和燈具光度數(shù)據(jù)的測量和表示.第1部分:測量和文件格式（Lightand

Measurement

and

of

data

lamps

and

luminaires

Part

Measurement

file

German

version）IESNA

LM-79-2008

Photometric

of

Products）

術(shù)語和定義GB/T

DB44/T

luminous

ΦΦΦe

∞Φv

=

km∫0

dΦε(λ)dλ

d?V(λ)

(λ).............................. dλ

Φλλ

單位：流明（lm）。

Φ

單位：cd=lm·srI

=單位：cd=lm·sr-1

dΦdΩ

.......................................

intensityIv

=

ΦΩ

........................................

，光源到探測器間距為316

Ω和標(biāo)準(zhǔn)條件B(探測器面積1

，光源到探測器間距100

Ω)分別來測量遠場和近場條2ILED

AV

ILED

BV

DB44/T

Φv

dA

?θ

?ΩΩθ

Ev

=

Ev

=

∫dA

-2

π

?

θ

?Ω

............................... Correlated

temperatureTcp在相同視亮度和規(guī)定的觀測條件下，普朗克輻射體輻射的知覺色與給定色刺激的知覺色最接近相K

chromaticity

個色品坐標(biāo)之和等于

標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)中，色坐標(biāo)用符號

101010

光度計探頭包含一個光敏探測器和用于光譜測量（如濾光片）或分光設(shè)備（如光柵）的設(shè)備。它

26178-2010，定義2.2.5]

systemDB44/T

luminaire)光源或者燈具的光度中心是一個可以對其使用光度距離定律的參考點。對于光源而言，光度中心對應(yīng)為發(fā)光區(qū)域的中心。對于帶有反射器的光源，光度中心取在出光口的中心。至于燈具光中心的信

26184-2010，定義1.7]3.10 acceptance

分類

LED

——測量+90°～

LED

LED

一般要求5.1

系統(tǒng)概述第一類分布光度測試系統(tǒng)通常包括轉(zhuǎn)臺（用于支撐及定位被測發(fā)光體的變角機構(gòu)）、光度計以及光強分布數(shù)據(jù)、光束角等光度參數(shù)，配合光譜輻射計還可以測量色度分布、空間顏色不均勻性等色度參數(shù)。第二類分布光度測試系統(tǒng)在測試平臺上安裝被測LED，通過改變測試平臺的角度測量LED的+905.2

環(huán)境條件5.2.1

環(huán)境溫濕度5.2.1.1

第一類分布光度測試系統(tǒng)5.2.1.2

第二類分布光度測試系統(tǒng)5.2.2

電源要求

發(fā)光強度標(biāo)燈及其電測設(shè)

總光通量標(biāo)準(zhǔn)白熾燈及其電

要求（或光譜輻射照度

回轉(zhuǎn)軸校準(zhǔn)裝置與激光干涉

游標(biāo)卡尺或數(shù)顯卡尺

DB44/T

發(fā)光強度標(biāo)準(zhǔn)燈的供電電源應(yīng)滿足JJG

分布（顏色）溫度標(biāo)準(zhǔn)燈供電電源應(yīng)滿足JJG

213的要求。光譜輻射照度標(biāo)準(zhǔn)燈供電電源應(yīng)滿足JJG

5.2.3

其他要求實驗室應(yīng)為無光暗室，并采取遮光措施，屏蔽雜散光干擾，室內(nèi)不應(yīng)有腐蝕性氣體及影響測量的5.3

校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)器及其它設(shè)備要求備見表2。表1

第一類分布光度測試系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)器及相關(guān)設(shè)備表2

第二類分布光度測試系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)器及相關(guān)設(shè)備LED

只），LED

場平均發(fā)

發(fā)光強度標(biāo)準(zhǔn)燈及其電測

光照度計

游標(biāo)卡尺或數(shù)顯卡尺

光度測量裝置

回轉(zhuǎn)軸校準(zhǔn)裝置與激光干

DB44/T

表2

校準(zhǔn)方法6.1

第一類分布光度測試系統(tǒng)的校準(zhǔn)6.1.1

第一類分布光度測試系統(tǒng)自校標(biāo)準(zhǔn)燈的校準(zhǔn)

6.1.2

儀器測量重復(fù)性a)依次將二級以上發(fā)光強度標(biāo)準(zhǔn)燈安裝在儀器測試架上，調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)燈的位置，使燈絲法向正對光度計探測器，使它們垂直于水平測量軸線，燈絲的光度中心與分布式光度測試系統(tǒng)的測DB44/T

中心位置處于同一水平測量軸線上（宜在標(biāo)準(zhǔn)燈和光度接收器間放置多個光闌，以便減少b) 啟動分布式光度測試系統(tǒng)待預(yù)熱穩(wěn)定后，進入正常工作狀態(tài)，分布光度測試系統(tǒng)驅(qū)動裝置應(yīng)

c) ∑(Ik)S∑(Ik)

1Iu

1n

1

nk

=1

Iu

2

×

100%

......................... sr

n

Ik

6.1.3

照度校準(zhǔn)a)

JJG

245-2005

6.3.2.1

E

I

?θ

?

Ω

r

...............................E

I

θ

Ωr

d)使用光強標(biāo)準(zhǔn)燈和激光測距儀，因燈的玻璃外殼會偏轉(zhuǎn)激光束，影響測量精度甚至無法測量，故將激光測距儀固定在儀器安裝燈具的位置，測量其到光度探測器的距r

。使用光度測試距離定律，測試距離r

（對基于光度距離法則的測量）是指從光源到接收區(qū)域的距離。光強測試的距離應(yīng)在可行的范圍內(nèi)遵循平方反比定律?？偟膩碚f，測試距離不應(yīng)少于燈具出光口面最大尺寸的15倍。但是，對于過燈具長軸的平面上有近似余弦分布的燈具，最小測試距離可以是垂直于光源軸的發(fā)光面尺寸的15倍或者平行于6.1.4

光強校準(zhǔn)DB44/T

a)

I

ΔI1

=

I1

I0I0

×100%................................... =

E=

EIii

il........................................ΔI1I儀器測得的光強值，單位為坎德拉（cd）；發(fā)光強度標(biāo)準(zhǔn)燈的標(biāo)準(zhǔn)值，單位為坎德拉（cd）。ΔI、ΔIΔ

Δ

Δb)

2

=

+

+

..................................av

I1

DB44/T

ΔI1ΔI2Δ

Δ

ΔI1Δ

6.1.5

光強穩(wěn)定性光強誤差測量采用與6.1.4中相對應(yīng)的方法。使用發(fā)光強度標(biāo)準(zhǔn)燈作為光源，每隔3分鐘測量一次ΔIi，i=1～5；σ

σ

=Δ

Δ

................................... (10)σ

ΔI

ΔI1Δ

ΔI

ΔI1Δ

6.1.6

轉(zhuǎn)角分度誤差校準(zhǔn)方法a) 將分布光度測試系統(tǒng)轉(zhuǎn)臺置于零位，確?；剞D(zhuǎn)軸校準(zhǔn)裝置固定在豎直或水平轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)軸心處，

將激光干涉儀對準(zhǔn)回轉(zhuǎn)軸校準(zhǔn)裝置的反射鏡并放置在分布光度測試系統(tǒng)底座旋轉(zhuǎn)直徑以外的安全范圍內(nèi)。調(diào)整好光路，將激光干涉儀讀數(shù)清零，旋轉(zhuǎn)分布光度測試系統(tǒng)轉(zhuǎn)臺按測量范圍分別在順時針和逆時針方向按

α

分度臺受校點與干涉儀讀數(shù)之差為示值誤差，計算方式按式（11）計算。上述受檢點點數(shù)及分布iΔi

=α

′

αi.......................................(11)iΔ′α

′α

c)

24

DB44/T

自準(zhǔn)直儀放在基座上，調(diào)整自準(zhǔn)直儀，使光軸大致通過棱體工作面中心，并對準(zhǔn)棱體

α分度臺，按

ααα校準(zhǔn)應(yīng)在分度臺正反轉(zhuǎn)方向各進行一次，按式（12）求得各測量點示值誤差：Δ

α

β

α

βΔ

α

0

β

α

β

................................ (12)6.1.7

非線性a)使用色溫為

2856K、準(zhǔn)確度等級為二級或以上的發(fā)光強度標(biāo)準(zhǔn)燈兩只，其光強示值比倍數(shù)不低于

6.1.3

×1×1×100%

................................(13)

EE

EEE1E2

照度相比倍數(shù)不小于10的照度標(biāo)準(zhǔn)值,

由標(biāo)準(zhǔn)照度計測出或根據(jù)距離平方反比定律算出；×1×1×100%

................................(14)

II

IIDB44/T

I1I2

b) 使用色溫為

2856

6.3.4

圖1

第一類分布光度測試系統(tǒng)非線性測量原理圖6.1.8

波長示值誤差a) 根據(jù)光譜輻射計校準(zhǔn)波長范圍選擇適宜的波長校準(zhǔn)光源。選擇校準(zhǔn)波長范圍的已知發(fā)射譜線λ1λ2λ

b)c)點燃波長校準(zhǔn)光源，開啟計算機光譜輻射計操作軟件。按照光譜輻射計操作說明，預(yù)熱光譜

λ

λλn'd)根據(jù)公式（15）計算波長示值誤差ΔλΔλ2

、……Δλ

。若光譜輻射計可以進行波長偏差修正，則進行波長偏差修正；否則光譜輻射計校準(zhǔn)需要計入波長偏差帶來的不確定度。Δλi

=λi'λi

.....................................(15)DB44/T

Δλλi'λ

校準(zhǔn)光源的已知特征發(fā)射波長，單位為納米（nm）。6.1.9

波長重復(fù)性∑λ′

.................................(16)δλ

=∑λ′

.................................(16)

δλλ′

6.1.10總光通量校準(zhǔn)6.1.10.1 光強積分法測量總光通量原理由測得的被測光源或燈具的空間光強分布數(shù)據(jù)用數(shù)值積分的辦法計算出被測光源或燈具的總光通∫

∫I∫

∫I

ε

η

εdεdη

∫

IdΩΩ

π

π

........................ (17)ΦIΩεη

η ε 6.1.10.2 照度積分法是多數(shù)國家計量實驗室建立光通量國家基準(zhǔn)的方法，根據(jù)定義，已知光源周圍空間一

E,

Φ∫

∫E∫

∫E

(ε

,η

)sinεdεdη ........................(18)

∫

EdAA

=

r

π

πε

η

DB44/T

Φ E A rεη

η ε圖2

光通量的計算原理示意圖由于機械原因，球中心到光度計探頭的最小距離取決于被測燈的最大尺寸。只要照度計能根據(jù)方6.1.10.3 光通量校準(zhǔn)開啟測試系統(tǒng)待穩(wěn)定到正常工作狀態(tài)，將一只總光通量標(biāo)準(zhǔn)白熾燈安裝到分布光度測試系統(tǒng)中心位置，并使總光通量標(biāo)準(zhǔn)白熾燈處于規(guī)定的燃點狀態(tài)，發(fā)光中心處于分布光度測試系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)中心，設(shè)置平面間角度間隔一般為5°，平面內(nèi)的角度間隔一般為1°，進行光通量測量，連續(xù)測量三次，記Φi

Φ∑Φi∑Φi

.....................................(19)

1

33

i=1Φ

Φi

每一次標(biāo)準(zhǔn)燈測得的總光通量值，單位為流明（lm）。ΔΦ1(20)DB44/T

ΔΦ

Φ

ΦΦ

×

................................. (20)ΔΦ1Φ Φ

6.1.11色溫、色度校準(zhǔn)首先用分布顏色溫度標(biāo)準(zhǔn)燈或光譜輻射照度標(biāo)準(zhǔn)燈進行光譜定標(biāo)，將標(biāo)準(zhǔn)燈分別安裝到測試中心位置，其處于規(guī)定的燃點方向，標(biāo)準(zhǔn)燈的發(fā)光中心處于分布光度測試系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)中心、分布光譜輻射計的旋轉(zhuǎn)中心，穩(wěn)定后設(shè)置轉(zhuǎn)臺處于靜止?fàn)顟B(tài)，測試中光譜輻射計的光度探頭和標(biāo)準(zhǔn)燈應(yīng)保持穩(wěn)定，分布光度測試系統(tǒng)的驅(qū)動裝置應(yīng)停止工作。重復(fù)測量色溫、色度值三次，取其平均值。色品坐標(biāo)示值∑

∑

...................................(21)∑

...................................(22)Δ

Δx

Δy

∑Ti ∑Ti T .................................(23)

i

Δ

6.2

第二類分布光度測試系統(tǒng)的校準(zhǔn)DB44/T

6.2.1

平均光強測量

CIE

LED

測試條件符合CIE

θ

為0，ΩI

=

E

?

r

2

...................................... (24)

光強值；r

6.2.2

電流校準(zhǔn)

IA

圖4

正向電流測量示意圖DB44/T

6.2.3

光強誤差及穩(wěn)定性校準(zhǔn)a)

1)

A/B

2)分別將不同的（白、紅、綠、藍）LED

標(biāo)準(zhǔn)管和探測器依次裝入分布光度測試系統(tǒng)的夾具上，調(diào)整

LED

LED

機械軸通過探測器孔徑的中心與探測器

3)

4)

LED

封裝頂點作為測量距離的起始點，調(diào)整探測器與其之間的距離為

0.316

m，

LED采用恒流方式供電，四線法接線，緩慢調(diào)整供電電源的電流至

20

LED

5) 按步驟

0.100

6)

b)1) 將分布光度測試系統(tǒng)的光度頭和發(fā)光強度標(biāo)準(zhǔn)燈安裝在光軌上，具體方法見

JJG-245

6.3.2。2)3) 改變標(biāo)準(zhǔn)燈與照度計光度頭之間的距離，以產(chǎn)生不同的照度值，使被校儀器有不同的平

L

′測試面的度標(biāo)準(zhǔn)值

大小根據(jù)離平方反定律計算由標(biāo)準(zhǔn)照計直接讀

I

EL′

...................................... (25)

L

′4)測量

6.2.4

儀器測量重復(fù)性E1

=

E1

=

.......................................(26)L

1E2

=

.......................................(27)L2DB44/T

6.2.5

儀器非線性校準(zhǔn)使用色溫為2856

K、準(zhǔn)確度等級為一級或二級的發(fā)光強度標(biāo)準(zhǔn)燈兩只，對儀器非線性進行校準(zhǔn)。

I2I2E1

E2

I

L1L2

0.316

E1

E2

6.2.6

分布光度測試系統(tǒng)轉(zhuǎn)角分度誤差校準(zhǔn)方法DB44/T

A.1

通用部分燈具的基本光度數(shù)據(jù)包括一組不同方向上的光強值，它們由直接光度測量得到。光強分布的測量包括燈具在受控工作條件下（電氣和溫度）的光度和角度測量。對于這樣涉及方向的光度測量，必須A.2

分布光度計基礎(chǔ)為了測量不同方向的光強，將燈具安裝在分布光度計上，以便在規(guī)定的角度定位。分布光度計通a)燈具繞兩根相互垂直的軸旋轉(zhuǎn)，且兩根軸的交點是分布光度計的光度中心。這類分布光度計b) 燈具僅繞一根軸旋轉(zhuǎn)，第二種旋轉(zhuǎn)是燈具與光度探頭間的相對運動。光度探頭繞第二根軸旋c) 因為現(xiàn)實的考慮限制了后兩種類型的分布光度計的整體尺寸，因此這些類型的分布光度計通常會在光探頭和燈具之間使用鏡子以增加光程，或者把適當(dāng)尺寸的亮度儀用作為探頭。同樣鏡子也用于將光度計保持在一個以上列出的分布光度計的三種基本類型可用于多種結(jié)構(gòu)，每種適用于一個特定的用途。不同的是分布光度計相對于地面的安裝位置、基準(zhǔn)軸相對于分布光度計的方向、以及燈具在分布光度計上的安A.3

坐標(biāo)系統(tǒng)a) b) 目前的做法已限制了方位的數(shù)量，交集軸應(yīng)是垂直的或水平的，對于后者，軸線可以與燈具的第DB4