JJG 212-2003色溫表行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

可G中華人民共和國(guó)國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程2003-05-12發(fā)布色溫表檢定規(guī)程1適用范圍 2引用文獻(xiàn) 3概述 4計(jì)量性能要求 4.1示值重復(fù)性 4.2線性偏差 4.3方向性偏差 4.4示值偏差 4.5年穩(wěn)定性 5通用技術(shù)要求 6計(jì)量器具控制 6.1檢定條件 6.2檢定項(xiàng)目 6.3檢定方法 6.4檢定結(jié)果的處理 6.5檢定周期 附錄A升溫濾光片與標(biāo)準(zhǔn)燈組合，透射光分布溫度的計(jì)算 附錄B檢定證書格式(背面) 附錄C不確定度分析 附錄D相關(guān)說明 1色溫表檢定規(guī)程本規(guī)程適用于色溫表(計(jì))的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中的檢驗(yàn)。定型鑒定、樣機(jī)試驗(yàn)中對(duì)計(jì)量性能的要求可參照本規(guī)程執(zhí)行。2引用文獻(xiàn)CB5702—1985《光源顯色性評(píng)價(jià)方法》JJG213—2003《分布(顏色)溫度標(biāo)準(zhǔn)燈檢定規(guī)程》引用時(shí)，應(yīng)注意使用上述文獻(xiàn)的現(xiàn)行有效版本。色溫表是用雙色比法測(cè)量光源在可見波長(zhǎng)范圍內(nèi)的(光譜)分布溫度的便攜式儀表。使用的雙色比通常為藍(lán)紅比(b/r)和綠紅比(g/r)。儀表主要由探頭部分(包括紅、綠、藍(lán)濾光器、光探測(cè)器)和電氣顯示(儀表)部分所組成。按顯示方式可分為數(shù)字式和指針式兩種。它主要用于測(cè)量攝影、攝像用照明光源及其他現(xiàn)代光源的分布溫色溫度和分布溫度在概念上有嚴(yán)格的區(qū)別，“色溫表”也是一種習(xí)慣叫法。不過，對(duì)于光譜功率分布與黑體相近的光源，如白熾鎢燈，它的色溫值和可見波長(zhǎng)范圍的分布溫度值在數(shù)值上相差很小，在通常的測(cè)量誤差范圍內(nèi)，可視為相同；然而對(duì)于光譜功率分布與黑體相差較大的光源，如熒光燈或其他類放電燈等，則它們的數(shù)值可能相差很因色溫表的測(cè)量原理是基于最簡(jiǎn)化的雙色比法，所以它只適用于測(cè)量光譜功率分布與黑體相近的光源。4計(jì)量性能要求色溫表在CIE-A標(biāo)準(zhǔn)光源(即2856K)照射下，用(b/r)擋測(cè)量，各有關(guān)性能應(yīng)分別滿足下列要求。4.1示值重復(fù)性在500lx照度下重復(fù)測(cè)量三次，示值的極差不超過20K。4.2線性偏差在250lx和1000lx光照度下分別測(cè)量，其示值變化不超過20K。4.3方向性偏差在500lx照度下考查，當(dāng)入射光偏離垂直照射方向±15°時(shí)，示值變化不超過20K。4.4示值偏差色溫表在(2000～9000)K范圍內(nèi)，其示值偏差，換算為溫度倒數(shù)之差，對(duì)(b/r)2擋不超過4Mireds(1Mireds=1×10~°K~'),對(duì)(g/r)擋不超過6Mireds。4.5年穩(wěn)定性示值的年變化量在2856K點(diǎn)不超過60K。色溫表的機(jī)械、電氣部分應(yīng)工作正常；轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)必須運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，位置重復(fù)性好；顯示部分清晰，外觀完整無(wú)損；對(duì)測(cè)量頭具有濾光片互換機(jī)構(gòu)的色溫表，還要求其定位準(zhǔn)確可靠。每只表應(yīng)標(biāo)明其型號(hào)、出廠編號(hào)、生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)日期等。6.1.1檢定設(shè)備主要包括2～3m長(zhǎng)的導(dǎo)軌、燈架、燈座、安裝色溫表的云臺(tái)、升色溫濾光片夾具及與標(biāo)準(zhǔn)燈配套的孔徑光闌和支撐座。所有部件表面呈黑色；燈架要能進(jìn)行升降、左右平移、轉(zhuǎn)動(dòng)及俯仰調(diào)節(jié)；光闌的孔徑大小要適宜，不能遮擋燈絲任何部位的發(fā)光。6.1.1.2檢定用標(biāo)準(zhǔn)光源量值(2000～3000)K:二級(jí)分布溫度充氣鎢絲標(biāo)準(zhǔn)燈，不少于二只；量值(3000～3400)K:二級(jí)分布溫度石英溴鎢標(biāo)準(zhǔn)燈，不少于二只；量值>3400K:用上述標(biāo)準(zhǔn)燈與不同厚度升色溫濾光片組合后的透射光。升色溫濾光片，建議采用SSB-200型等藍(lán)色玻璃濾光片。當(dāng)檢定值范圍為(3500~5500)K時(shí)，采用厚度較薄(如2.2mm)的升色溫濾光當(dāng)檢定值范圍為(5500～9000)K時(shí)，采用厚度較厚(如3.7mm)的升色溫濾光升色溫濾光片的大小，應(yīng)以其透射光束能全部均勻照射色溫表的整個(gè)探頭為宜。升色溫濾光片的光譜透射比r(λ),用調(diào)整良好、具有雙單色器色散及雙光路系統(tǒng)的光譜光度計(jì)測(cè)量，其測(cè)量不確定度U(r)應(yīng)不超過0.004(k=2)。濾光片與標(biāo)準(zhǔn)燈組合后透射光的分布溫度值，應(yīng)以實(shí)際測(cè)量與計(jì)算的結(jié)果為準(zhǔn)，計(jì)算方法見附錄A。6.1.1.4標(biāo)準(zhǔn)光源的供電及電測(cè)設(shè)備可用電子交流穩(wěn)壓器或直流穩(wěn)定電源，其不穩(wěn)定度每10min輸出電流(或電壓)的變化應(yīng)小于0.2%;直流(或交直流兩用)電流表、電壓表各一只，準(zhǔn)確度應(yīng)不低于0.2級(jí)。點(diǎn)燃標(biāo)準(zhǔn)燈時(shí)應(yīng)以控測(cè)燈電流為主。電壓測(cè)量線應(yīng)單獨(dú)從燈頭兩端引出，測(cè)量電流時(shí)應(yīng)先斷開電壓表。使用直流電源的電測(cè)線路，參見JJG213—2003《分布(顏色)溫度標(biāo)準(zhǔn)燈檢定規(guī)程》的相關(guān)圖示；使用交流電源的電測(cè)線路參見圖1。6.1.2檢定環(huán)境條件實(shí)驗(yàn)室應(yīng)為暗室，房間溫度應(yīng)為(23±2)℃,相對(duì)濕度<85%RH。3電壓表電壓表圖1交流供電的電測(cè)線路光路周圍應(yīng)用黑絨布作圍帳，避免背景雜光射入到色溫表探頭上，特別應(yīng)注意避免6.2檢定項(xiàng)目：見表1。檢定項(xiàng)目首次檢定后續(xù)檢定使用中的檢驗(yàn)外觀檢查+十+示值重復(fù)性+十+線性偏差++ 方向性偏差++一示值偏差+++(僅2856K點(diǎn))年穩(wěn)定性十一注：“+”表示霸要檢定的項(xiàng)目，“-”表示不需要檢定的項(xiàng)目。6.3.1外觀檢查：用目測(cè)和手動(dòng)方法對(duì)色溫表進(jìn)行外觀檢查，應(yīng)符合第5章要求。6.3.2安裝與調(diào)試：首先將燈架、光闌、升色溫濾光片夾具、色溫表及云臺(tái)等(按圖2所示)安裝在水平導(dǎo)軌上；帶白色潔凈手套，將標(biāo)準(zhǔn)燈安裝在燈架上，燈頭在下，小心固緊。將色溫表按使用說明書要求調(diào)整好后安裝在云臺(tái)上，將升色溫濾光片擦干凈，小心安裝在夾具上(≤3400K時(shí)，不用升色溫濾光片)。調(diào)整燈絲平面，光闌孔徑，升色溫濾光片及色溫表探頭諸中心在同一水平軸線上，并與自身所在平面垂直。然后將標(biāo)準(zhǔn)燈點(diǎn)燃在給定分布溫度值的電流下，對(duì)BDQ型燈預(yù)熱(5~8)min;對(duì)溴鎢燈預(yù)熱(10～15)min。檢定時(shí)應(yīng)注意雜光的屏蔽，特別是外部帶色背景的反射雜光。檢查方法：用黑色擋4板遮掉標(biāo)準(zhǔn)燈的直射光，此時(shí)，色溫表探頭處的光照度應(yīng)為零。6.3.3示值重復(fù)性測(cè)量將標(biāo)準(zhǔn)燈恒定點(diǎn)燃在2856K的電流下，改變色溫表到標(biāo)準(zhǔn)燈的距離，使測(cè)量頭處的光照度在500lx左右，用(b/r)擋重復(fù)測(cè)量三次，示值的極差應(yīng)符合4.1的要求。6.3.4線性偏差測(cè)量改變表到標(biāo)準(zhǔn)燈的距離，使測(cè)量頭處的光照度在250lx和1000Ix下，用(b/r)擋分別重復(fù)測(cè)量三次，其示值平均值的差值應(yīng)符合4.2的要求。6.3.5方向性偏差測(cè)量將標(biāo)準(zhǔn)燈恒定點(diǎn)燃在2856K的電流下，改變表到燈的距離，使測(cè)量頭處的光照度在500Ix左右，在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)云臺(tái)，使測(cè)量頭平面法線正對(duì)標(biāo)準(zhǔn)燈、偏左15°、偏右15°時(shí)，用(b/r)擋分別重復(fù)測(cè)量三次，其偏左、偏右時(shí)的平均示值與正對(duì)時(shí)的平均示值的差值，應(yīng)符合4.3的要求。6.3.6示值檢定檢定點(diǎn)的選?。?000K以下，每隔200K檢定一點(diǎn)；(4000～9500)K范圍內(nèi)，每隔500K檢定一點(diǎn)。檢定色溫表的(b/r)擋時(shí)，用藍(lán)、紅兩波段范圍所確定的分布溫度值；檢定(g/r)擋時(shí)，用綠、紅兩波段范圍所確定的分布溫度值。波段范圍的劃分如下：藍(lán)：(410～500)nm,綠：(505～590)nm,紅：(595～670)nm。計(jì)算時(shí)的波長(zhǎng)間隔取5nm。檢定量值在(2000~3000)K范圍時(shí)，用二級(jí)充氣鎢絲標(biāo)準(zhǔn)燈；在(3000～3400)K范圍時(shí)，用二級(jí)石英溴鎢標(biāo)準(zhǔn)燈；>3400K時(shí)，用上述標(biāo)準(zhǔn)燈與不同厚度升色溫濾光片組合后的透射光。檢定時(shí)應(yīng)按色溫表使用說明書規(guī)定的操作方法進(jìn)行。每個(gè)檢定點(diǎn)重復(fù)三次，取平均值為結(jié)果，并按式(1)計(jì)算其示值偏差的Mireds(μrd)值，應(yīng)符合4.4的要求。6.4檢定結(jié)果的處理5首次檢定不計(jì)算色溫表的年穩(wěn)定性。待經(jīng)周期檢定后，再計(jì)算出2856K點(diǎn)下示值的年變化量，應(yīng)符合4.5要求。色溫表的性能符合第4章、第5章要求者，給出檢定證書；否則給出檢定不合格通6.5檢定周期色溫表的檢定周期一般不超過1年，每次送檢應(yīng)帶上次檢定證書。6升溫濾光片與標(biāo)準(zhǔn)燈組合，透射光分布溫度的計(jì)算按國(guó)際照明委員會(huì)(CIE)關(guān)于光源分布溫度的定義，若某光源在波長(zhǎng)范圍[λ?,λ?]內(nèi)的光譜輻射照度(或相對(duì)光譜功率分布)測(cè)得為E?(a),并與某一溫度下黑體的光譜功率分布近似，則該光源在該波長(zhǎng)范圍內(nèi)的分布溫度值的計(jì)算步驟如下：式中：A(a,T)——被測(cè)光源與黑體源相對(duì)光譜分布偏差的平方和(積分值);P?(λ,T)——黑體的光譜功率分布，由Planck公式給出：T——黑體的溫度；適當(dāng)選取a和T的值，當(dāng)使得上式積分值A(chǔ)(a,T)為最小值(Min)時(shí)的T的數(shù)值，就是所求的分布溫度值。將式(A1)對(duì)a求偏導(dǎo)數(shù)，并根據(jù)極值條件，則解得：此時(shí)A(a,T)對(duì)參數(shù)a取得極小值，用B(T)表示即為：選取不同的T,當(dāng)B(T)再取極小值時(shí)，此時(shí)的T就是所求的分布溫度值T?了。對(duì)白熾鎢絲燈和可見區(qū)，一般取λ?=400nm,λ?=700nm;計(jì)算的波長(zhǎng)間隔一般取5nm或10nm。被測(cè)光源與黑體光譜功率分布的最小均方根偏差σ(%)為：式中：n——求和計(jì)算的項(xiàng)數(shù)。式(A1)~(A6)即為CIE所定義的分布溫度值的計(jì)算公式。對(duì)升色溫濾光片與分布溫度標(biāo)準(zhǔn)燈組合后透射光的情況，E?(A)為標(biāo)準(zhǔn)燈光譜功率分布與升溫片光譜透射比r(λ)的乘積，即：式中：T?——標(biāo)準(zhǔn)燈的分布溫度；7e(T?)~—比例因子，與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)。式(A8)中，標(biāo)準(zhǔn)燈在可見區(qū)的光譜功率分布使用了簡(jiǎn)化的Wien公式。由藍(lán)(410～500)nm、紅(595~670)nm兩波長(zhǎng)范圍所確定的分布溫度值則由下式計(jì)算：由綠(505～590)nm、紅(595～670)nm兩波長(zhǎng)范圍所確定的分布溫度的計(jì)算公式與上類同。計(jì)算時(shí)的波長(zhǎng)間隔均取5nm。8檢定證書格式(背面)標(biāo)準(zhǔn)值色溫表示值/K(b/r)擋(g/r)擋注：色溫表只適用于測(cè)量光譜功率分布與黑體相近的光源，不宜用于光譜分布與黑體相差較大的光源。9附錄C不確定度分析量值≤3400K的范圍由二級(jí)分布溫度標(biāo)準(zhǔn)燈確定，由分布溫度標(biāo)準(zhǔn)燈檢定規(guī)程給出；量值>3400K的范圍由二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)燈與升溫濾光片燈組合后的透射光確定，由高色溫標(biāo)準(zhǔn)建標(biāo)報(bào)告給出。其對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u?,列于表C.1中。估計(jì)σ(u?)/u?≈0.2,自由度v?≈12。C.2.1燈電流測(cè)控：其擴(kuò)展不確定度為0.2%,按均勻概率密度分布估計(jì)，由此引起分C.2.3背景雜光：引起藍(lán)紅比的變化估計(jì)≤0.2%,由此換算為分布溫度的差值為u?o表C.1被檢色溫表的不確定度來(lái)源序號(hào)!來(lái)源符號(hào)分布溫度點(diǎn)/K自由度符號(hào)數(shù)值1標(biāo)準(zhǔn)光源2標(biāo)準(zhǔn)燈電測(cè)23示值(A類)y23694背景雜光24798合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度(b/r擋)V置信因子擴(kuò)展不確定度(b/r擋)擴(kuò)展不確定度(g/r擋)綜合上述分析，認(rèn)為各分量大致相互獨(dú)立，即可算得(b/r)擋合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度C.4被檢色溫表的擴(kuò)展不確定度U應(yīng)teg(vm)的值，按公式U=tog(vm)xu。計(jì)算出它(b/r)擋的擴(kuò)展不確定度，分別列C.1中(最后一行),其值比(b/r)