JJF 1989-2022 光谱照度计校准规范 高清晰版.pdf

中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 9 8 92 0 2 2光谱照度计校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rS p e c t r a l I l l u m i n a n c eM e t e r s 2 0 2 2-0 9-2 6发布2 0 2 3-0 3-2 6实施国 家 市 场 监 督 管 理 总 局 发 布学兔兔 标准下载光谱照度计校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rS p e c t r a l I l l u m i n a n c eM e t e r sJ J F1 9 8 92 0 2 2 归 口 单 位:全国光学计量技术委员会 主要起草单位:中国计量科学研究院浙江省计量科学研究院 参加起草单位:陕西省计量科学研究院中国测试技术研究院 本规范委托全国光学计量技术委员会解释J J F1 9 8 92 0 2 2学兔兔 标准下载本规范主要起草人:姜晓梅(中国计量科学研究院)马 瑶(浙江省计量科学研究院)吕 亮(中国计量科学研究院)参加起草人:张 文(陕西省计量科学研究院)曾丽梅(中国测试技术研究院)J J F1 9 8 92 0 2 2学兔兔 标准下载目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 概述(1)4 计量特性(2)5 校准条件(2)5.1 环境条件(2)5.2 测量标准及其他设备(2)6 校准项目和校准方法(3)6.1 校准项目(3)6.2 校准方法(3)7 校准结果表达(7)8 复校时间间隔(7)附录A 光谱照度计校准原始记录推荐格式(8)附录B 光谱照度计校准证书内页推荐格式(1 1)附录C 测量不确定度评定示例 照度示值误差(1 2)附录D 测量不确定度评定示例 波长示值误差(1 6)附录E 测量不确定度评定示例 C I EA标准光源条件下的色度(x,y)示值误差(1 8)附录F 测量不确定度评定示例 C I EA标准光源与透射式标准色板组合条件下的色度(x,y)示值误差(2 1)J J F1 9 8 92 0 2 2学兔兔 标准下载引 言J J F1 0 0 1 通用计量术语及定义、J J F1 0 3 2 光学辐射计量名词术语及定义、J J F1 0 5 9.1 测量不确定度评定与表示和J J F1 0 7 1 国家计量校准规范编写规则共同构成支撑本规范制定的基础性系列规范。本规范为首次发布。J J F1 9 8 92 0 2 2学兔兔 标准下载光谱照度计校准规范1 范围本规范适用于通过分光法测量可见光谱区光谱功率分布,进而得到照度和色度参数的光谱照度计的校准。2 引用文件本规范引用了下列文件:J J G2 1 3 分布(颜色)温度标准灯J J G2 4 6 发光强度标准灯J J G4 5 3 标准色板J J G1 0 3 4 光谱光度计标准滤光器I S O/C I E1 9 4 7 6:2 0 1 4(E)照度计和亮度计性能表征方法(C h a r a c t e r i z a t i o no ft h ep e r f o r m a n c eo f i l l u m i n a n c em e t e r sa n d l u m i n a n c em e t e r s)凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3 概述光谱照度计是通过测量被测光源可见光谱区光谱功率分布进而计算得到照度和色度参数的测量仪器,此类仪器广泛应用于各类现场照明测量领域,也可用于光源产品的研发、生产线质量监控等环节。图1为光谱照度计的工作原理示意图,入射光经过分光系统使得不同波长的光平铺成像到阵列式光电探测器上,从而阵列探测器的像素与波长形成对应关系,通过信号读取电路即可获取到有效波段内的光谱强度信息,阵列式光电探测器主要类型包括:电荷藕合元件(C C D)、互 补 性 氧 化 金 属 半 导 体 器 件(CMO S)、光 电 二 极 管 阵 列 器 件(P D A)等。除采用阵列式光电探测器外,还可以在分光系统中增加出射狭缝,采用非阵列的光电探测器结合光谱扫描获取到光谱功率分布信息。信号读出电路将原始的光谱功率分布信息发送到微处理器后经过光谱修正、照度及色度计算等过程,最终显示照度、色度及光谱曲线等测量结果。在图1给出的光谱照度计典型结构中,入射光学系统可以包含余弦修正器、光纤、积分球、必要的镜头等部件。分光系统一般基于光栅器件进行分光,光栅又包括反射光栅和透射光栅。1J J F1 9 8 92 0 2 2学兔兔 标准下载图1 光谱照度计工作原理示意图4 计量特性4.1 照度相对示值误差:4.0%。4.2 方向性响应总误差:4.0%。4.3 非线性:1.0%。4.4 波长示值误差:1n m。4.5 杂散光系数:1.0%。4.6 C I EA标准光源条件下,色度(x,y)示值误差:0.0 0 3;C I EA标准光源与透射式标准色板组合条件下,色度(x,y)示值误差:0.0 4。注:以上指标不用于合格性判定,仅供参考。5 校准条件5.1 环境条件温度:(2 35);相对湿度:不超过8 5%;实验室应为暗室,室内不应有强烈震动或强电磁场干扰。5.2 测量标准及其他设备5.2.1 标准光源5.2.1.1 发光强度标准灯组不少于3只、不低于二级的28 5 6K发光强度标准灯。计量性能应符合J J G2 4 6 发光强度标准灯 检定规程的技术要求。5.2.1.2 色温标准灯不少于2只,不低于二级的已知色度参数的28 5 6K色温标准灯。计量性能应符合J J G2 1 3 分布(颜色)温度标准灯 检定规程的技术要求。5.2.2 光度测量装置由光轨及滑车、灯架、转台、灯丝平面调整仪、光阑等组成。光轨长度应不小于6m,光轨直线度最大允许误差1mm,标尺间隔最大允许误差0.2mm/m。5.2.3 电源与电测仪表电源:满足标准灯工作电压电流范围要求的直流电源(稳流、稳压),输出电压连续可调,1 0m i n内输出电压变化应不大于0.0 2%。电测仪表:不少于5位显示的数字电压表,0.0 1级标准电阻。5.2.4 波长校准光源2J J F1 9 8 92 0 2 2学兔兔 标准下载建议使用峰值波长为4 0 4.6 6n m、4 3 5.8 3n m、5 4 6.0 7n m的低压汞灯,及波长为6 3 2.8 2n m的氦氖激光器,也可使用其他类似波段的自然基准谱线光源。5.2.5 截止型杂散辐射标准滤光片由J B 5 1 0型有色玻璃加工成厚(20.0 5)mm,直径或最小边长不小于4 0mm的截止滤光片一片,计量性能应不低于J J G1 0 3 4 光谱光度计标准滤光器检定规程二级杂散辐射标准滤色片的技术要求。5.2.6 透射式标准色板由H B 6 5 0、C B 5 6 5、J B 5 1 0、L B 6、Q B 3、Z B 1型有色玻璃加工成厚(20.0 5)mm,直径或最小边长不小于4 0mm的红、橙、黄、绿、蓝、紫6色滤光片一套。该套滤光片的计量性能应不低于J J G4 5 3 标准色板检定规程二级标准色板的技术要求。6 校准项目和校准方法6.1 校准项目a)照度相对示值误差。b)方向性响应误差。c)非线性。d)波长示值误差。e)杂散光系数。f)色度(x,y)示值误差:C I EA标准光源条件下的色度(x,y)示值误差;C I EA标准光源与透射式标准色板组合条件下的色度(x,y)示值误差。6.2 校准方法6.2.1 校准前检查用目视方法对被校光谱照度计进行外观检查。光谱照度计外形结构应完好,面板标志字符应正确、清晰,各功能开关灵活可靠,外露部件应无松动,无明显机械损伤等。光谱照度计主机的光、机、电各部分应能正常工作。不应有任何影响计量性能及使用功能的缺陷。6.2.2 照度相对示值误差6.2.2.1 调整校准装置。如图2所示,把被校光谱照度计和发光强度标准灯安装在光度测量装置上。调整发光强度标准灯的灯丝平面和被校光谱照度计探测器测试面,使它们垂直于光轨的水平测量轴线,且中心点位于该轴线上。然后,在探测器与发光强度标准灯之间放置若干光阑(其通光孔径大小要适当),以防止杂散光进入探测器,但不允许挡住由灯丝和玻壳所发出的光照射到探测器上。3J J F1 9 8 92 0 2 2学兔兔 标准下载图2 光谱照度计校准示意图1光谱照度计探测器;2光阑;3发光强度标准灯6.2.2.2 固定探测器位置并遮光扣除零点,然后在28 5 6K对应的工作电流下点燃标准灯,改变发光强度标准灯到探测器之间的距离,在探测器测试面上产生不同的照度值,标准照度值由公式(1)给出:E=Il2(1)式中:E 探测器测试面的标准照度值,l x;I 发光强度标准灯的发光强度值,c d;l 发光强度标准灯的灯丝平面到探测器测试面的距离,m。校准时,发光强度标准灯的灯丝平面至探测器的距离至少大于发光面或探测器的测试面的最大线度(灯丝平面、探测器测试面的对角线长度或直径)的1 5倍以上。按说明书操作被校光谱照度计,读取对应标准照度值的光谱照度计照度显示值。选取不少于6个测量点,选取的测量点应覆盖满量程(或校准装置测量范围)的9 0%以上;校准实验进行两轮,取两轮数据平均值作为最终结果。根据公式(2)计算光谱照度计各测量点的照度相对示值误差:E=EtEs-1 1 0 0%(2)式中:E 照度相对示值误差;Et 照度显示值,l x;Es 标准照度值,l x。6.2.3 方向性响应误差6.2.3.1 将被校光谱照度计探测器安装在光度测量装置的带有度盘的转动平台上,使平台的转动轴线通过探测器测试面的中心线,按6.2.2.1要求调整校准装置。6.2.3.2 f2(,)规定的坐标示意图见图3。首先按5 间隔向左转动平台,读取光谱照度计在入射角为0 8 0 范围内的照度显示值Y(,0),根据公式(3)计算由入射光方向引起的误差f2(,0),根据公式(4)计算方位角为0时的方向性响应误差f2(0);然后按5 间隔向右转动平台,读取光谱照度计在入射角为(0 8 0)范围内的照度显示值Y(,),计算由入射光方向引起的误差f2(,),方位角为时的方向性误差f2()。4J J F1 9 8 92 0 2 2学兔兔 标准下载其中,入射光方向引起的误差f2(,):f2(,)=Y(,)Y(0,)c o s-11 0 0%(3)式中:入射光与探测器测试面法线所成的入射角;入射光与探测器测试面水平线所成的方位角;Y(,)光入射角为、方位角为时光谱照度计的显示值,l x;Y(0,)光垂直照射在测试面上,方位角为时光谱照度计的显示值,l x。图3 f2(,)规定的坐标示意图 光度头的方向性响应误差f2():f2()=8 01 8 00f2()s i n 2d(4)6.2.3.3 沿探测器测试面水平线使探测器旋转9 0,重复6.2.3.2的操作,根据公式(3)分别计算得到f2(,12)、f2(,32),根据公式(4)分别计算得到f2(12)、f2(32)。6.2.3.4 根据公式(5)计算得到方向性响应总误差f2,实验进行两轮,取两轮数据平均值作为最终结果。f2=143j=0f2(=j2)(5)6.2.4 非线性按6.2.2进行操作,把光谱照度计积分时间设置在自动条件下,如有自动积分时间上限,则设置为最高。首次测量光谱照度计接近满量程(或校准装置测量范围上限)的照度显示值Y0,然后按十倍倍率递减,逐次测量照度显示值Yi,直至测量点覆盖满量程的9 9%(或接近校准装置测量能力下限),按公式(6)计算光谱照度计的非线性指标f3(Y)。实验进行两轮,取两轮数据平均值作为f3(Y)的结果,然后按公式(7)得到非线性指标f3的最终结果。f3(Y)=YiY0X0Xi-1 1 0 0%(6)式中:Y0 首次测量的光谱照度计照度显示值(接近满量程或校准装置测