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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

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TB／T 1853-2018 铁路桥梁钢支座，

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。

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。

图4正向电流测量示意

6.2.3光强误差及稳定性校准

式中： I。 标准光强值；

式中： I。一标准光强值； 照度标准值； L'一一仪器设计上LED到探测器表面的距离。 测量3次取平均值作为测量结果，平均发光强度示值误差按式（7）计算，仪器平均发光 强度稳定性按6.1.5中所述方法计算。

L一一仪器设计上LED到探测器表面的距离。 测量3次取平均值作为测量结果，平均发光强度示值误差按式（7）计算，仪器平均发 强度稳定性按6.1.5中所述方法计算。

6.2.4仪器测量重复性

采用白光LED标准管，根据平均发光强度示值误差测量结果，按6.1.2计算仪器测量重复性。

6.2.5仪器非线性校准

式中： E,、E，—照度相比倍数不小于10的照度测得值； 一仪器测得的光强值： L、Lz——0.316m（CIE远场条件A）或0.1m（CIE近场条件B） 注：如果仪器可直接读出照度值，E1、E2无需计算，

2.6分布光度测试系统转角分度误差校准方法

币光度测试系统转角分度误差校准方法同本标准6

灯具的基本光度数据包括一组不同方向上的光强值，它们由直接光度测量得到。光强分布的测量 包括灯具在受控工作条件下（电气和温度）的光度和角度测量。对于这样涉及方向的光度测量，必须 围绕灯具定义一个空间构架（坐标系统）

为了测量不同方向的光强，将灯具安装在分布光度计上，以便在规定的角度定位。分布光度计通 常包括用以支撑和定位灯具或光源的机械位置、光度探头、以及获取和处理数据的辅助设备。 分布光度计基本上可以分为三种： a）灯具绕两根相互垂直的轴旋转，且两根轴的交点是分布光度计的光度中心。这类分布光度计 通常使用一个安装在离光度中心距离足够远的独立的光度探头。 b 灯具仅绕一根轴旋转，第二种旋转是灯具与光度探头间的相对运动。光度探头绕第二根轴旋 转，此轴和第一根轴成直角，且相交于光度中心。 c）灯具完全不动，光度探头绕两根穿过分布光度计光度中心且相互垂直的旋转轴。 注：由于光源的燃点位置在测试过程中持续的变化，所以限制了第一种分布光度计的使用。 在第二种型式里，即使测试时灯具在空间内移动或旋转，光源的燃点位置就是灯具正常使用时的燃点位置。 因为现实的考虑限制了后两种类型的分布光度计的整体尺寸，因此这些类型的分布光度计通常会在光探头和 灯具之间使用镜子以增加光程，或者把适当尺寸的亮度仪用作为探头。同样镜子也用于将光度计保持在一个 固定的位置。 以上列出的分布光度计的三种基本类型可用于多种结构，每种适用于一个特定的用途。不同的是 分布光度计相对于地面的安装位置、基准轴相对于分布光度计的方向、以及灯具在分布光度计上的安 装方式， 出版物C1E70给出了分布光度计的结构原理和选择方法

确定灯具的空间光强分布需使用坐标系统来定义光强测量的方向。使用的坐标系统是球形坐标系JGJ／T 439-2018 碱矿渣混凝土应用技术标准， 坐标系统中心就是灯具的光度测试中心。 一般认为，坐标系统包括一组通过交集轴的平面。空间方向由两个角度来表示： a）起始半平面与含测量方向的半平面之间的夹角； b）交集轴与测量方向的夹角或者该角的余角。 为了得到更准确的测量或简化随后的照明计算，在选择与灯具的第一根（或基准）轴和第二根（或 辅助）轴有关的系统方位时，应特别考虑灯具的类型、光源类型、灯具的安装姿态和灯具的应用。 目前的做法已限制了方位的数量，交集轴应是垂直的或水平的，对于后者，轴线可以与灯具的第 二根轴垂直或者重合。

A.α分布光度计的灯具

图A.2B.B分布光度计的灯具方位

A. 4. 5 相互关系

NB／T 35089-2016 水轮机筒形阀技术规范图A.3C.Y分布光度计的灯具方位

表A.1平面系统的转换方程

表A.1平面系统的转换方程（续）