标准名称-广东省标准化研究院
ICS29.045H 83备案号：DB44广东省地方标准DB 44/T XXXXXXXXLED测试仪器校准方法第1部分 积分球光谱光电测试系统Measurement Method for LED Tester Part 1: Integrating Sphere Spectrum and Photoelectricity Testing SystemXXXX - XX - XX发布XXXX - XX - XX实施广东省质量技术监督局发布发布DB44/T XXXXXXXX 7目 录前 言III1 范围12 规范性引用文件13 术语和定义14 概述25 计量特性26 校准条件27 校准方法3附录A （资料性附录） 积分球光谱光电测试系统测量原理5I前 言本标准按GB /T 1.1-2009 标准化工作导则 第1 部分:标准的结构和编写的规则起草。本标准由广东省质量技术监督局提出。本标准由广东省LED光源标准化技术委员会归口。本标准主要起草单位：广东省计量科学研究院、广东省中山市质量计量监督检测所。本标准起草人：朱启乐、莫凡、朱峻青、卢德润、蔡喆、刘天、彭振坚。本标准为首次发布。LED测试仪器校准方法 第1部分：积分球光谱光电测试系统1 范围本部分规定了照明用积分球光谱光电测试系统的光通量、波长、相关色温和色坐标等光色参数的校准方法和校准所用的仪器设备的要求。本标准适用于照明领域的积分球光谱光电测试系统的校准。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 7922-2008 照明光源颜色的测量方法GB/T 24824-2009 普通照明用LED模块测试方法CIE 84： 1989 光通量的测量CIE 15： 2004 色度学CIE 127：2007 LED测试方法3 术语和定义3.1总光通量 Total luminous flux光源向整个空间发出的光通量总和，单位为lm。3.2色品坐标 Chromaticity coordinates每个三刺激值与其总和之比。在CIE标准色度系统中，色品坐标分别用符号x、y、和z表示。因为三个色品坐标之和等于1，所以只用其中两个就足以确定色品。3.3峰值波长 Peak wavelength光谱功率分布的最大值对应的波长。符号为p，单位为nm。3.4主波长 Dominant wavelength of a color stimulus当单色刺激与特定无彩刺激以适合比例相加混合用以匹配所考虑色刺激时，该单色刺激的波长。对于LED的参考无彩刺激为等能白（照明体E），色坐标为x=0.3333和y=0.3333，以符号d表示。3.5相关色温 Correlated colour temperature 普朗克辐射体的温度。在此温度下，它的感知色与特定观察条件下相同视亮度的给定刺激最接近。相关色温度的符号为Tcp，单位为K。3.6积分球 Integrating sphere内表面为一非选择性漫反射层的空心球。3.7光谱辐射计 Spectrocolorimeter测量光的辐射功率随波长变化的仪器。4 概述积分球光谱光电测试系统一般由积分球和光度计或光谱辐射计组成，主要用于测量LED光源的相关色温，色品坐标，主波长，峰值波长、总光通量等光色参数，它是测量LED的光谱功率分布、光通量、颜色特性以及相关参数的重要设备。5 计量特性5.1 积分球是用替代法快速测量LED的光通量、光谱分布和颜色的设备。球壳内表面应为一完整球面，不能有裂痕和凹凸不平等缺陷，球面涂料不能有明显变色、脱落和污染；5.2 工作波长范围不得小于400nm至700nm；5.3 波长的示值误差应不超过±2.0nm，波长重复性应不超过0.5nm；5.4 光谱带宽5nm；5.5 色品坐标(x,y)的示值误差不超过±0.003，色品坐标重复性不超过0.0005；5.6 总光通量相对示值误差不超过±3.0%，总光通量重复性不超过1.0%。6 校准条件6.1 环境条件 6.1.1 校准室内温度应为（25±2）。相对湿度应小于65%。6.1.2 测量时，电源电压调节在额定值的±0.5%的范围内，电压的谐波失真应小于3%。实验室内应无强电磁场干扰、无强烈振动、无直接阳光照射。 6.2 校准用设备6.2.1 低压汞灯，要求在380nm780nm波长范围内至少有四个明显波峰。6.2.2 总光通量标准灯，要求光通量年变化率不超过1.0%，光功率分布和额定功率相近的为一组，每组至少两个，至少三组。6.2.3 分布颜色温度标准灯，在2856K色温点时，年变化量不大于10K。7 校准方法7.1 波长相对示值误差在暗室环境下，将汞灯放置于被测LED测试仪器的光谱探头前，取仪器最小扫描间隔（仪器最小波长间隔应5nm），在量程范围内进行波长扫描，重复扫描三次，由仪器识别记录汞灯各特征谱线峰值波长。波长示值误差按下式公式计算： (1)式中：i第i次波长测量值；s标称峰值波长值。7.2 波长重复性7.2.1 按7.1波长扫描方法，扫描标称峰值波长为435.8nm的波峰，重复6次，计算其标准偏差（s）,即为波长重复性。 (2)式中：i第i次波长测量值；6次测量平均值。7.3 光谱带宽按照7.1的测量方法记录汞灯546.1nm的特征谱线图谱，测量其半峰宽即为光谱带宽。7.4 色品坐标示值误差将分布颜色温度标准灯安装在积分球中心处，接通供电线路，在1分钟内将电流平缓地升到规定值。预热10分钟，等发光稳定后才测量色品坐标值和相关色温值。重复测量三次，取其平均值。色品坐标示值误差按下式计算： (3)式中：xi，yi色品坐标第i次x、y测量值；xs，ys色品坐标x、y标准值。7.5 色品坐标重复性按7.4所示的测量方法，对分布颜色温度标准灯重复测量6次，计算其标准偏差，即为色品坐标重复性。7.6 总光通量相对示值误差7.6.1 校准总光通量前，先用一只白炽灯或卤钨灯在积分球内点燃，烘烤球壁除去潮气，同时预照被测仪器的探头，使其响应度稳定。预照时间一般为30min。7.6.2 将总光通量标准灯装于积分球球心。接通供电线路时，应在1分钟内将电流或电压平缓地升到规定值。预热57分钟，等发光稳定后才测量光通量值。测量时，要先用光通量标准灯组中的一个总光通量标准灯对光度探头进行定标，然后分别测量几组功率不同的总光通量标准灯，每个灯的读数不得少于3次，取其平均值作为显示值。总光通量相对示值误差按下式计算： 相对示值误差= (4)7.7 总光通量重复性按7.6.2所示的测量方法测量一个总光通量标准灯的总光通量值，重复6次，计算其标准偏差，即为光通量重复性。附录A （资料性附录）积分球光谱光电测试系统测量原理A.1 球理论光源的光通量可以在积分球中通过与标准灯的比较测量中得到。在测试的过程中，将光源和标准灯先后放置在积分球中相同的位置。将测量球体表面的间接照度作为光通量的测量方法。根据乌布里希的理论，光源光通量与积分球内表面间接照度Eind相关，并可以表示为： (A.1)式中：Eind积分球内表面的间接照度；球内表面的反射系数；A球的表面积。因数k: (A.2)被称为“积分球系数”。在实践应用中，k与上式所给的理论值并不相同，主要是因为球在测量中不是空的。因此，k不能根据上式进行计算，而是需要通过一个基准光源（光通量标准灯）来确定。 (A.3)式中：N标准灯光通量；Eind，N光通量N的间接照度。然后，根据（A.1)和（A.3)，光源光通量计算方法为： (A.4)A.2 光谱法光源的一个重要参数是光谱辐射通量e，通过它可以计算光通量、辐射通量、产生光生物效应的辐射通量、颜色（色品坐标和相关色温）和显色指数。A.2.1 光通量的计算方法 光源的光谱辐射通量可使用积分球测量，此时需要一个与匹配的探测器相结合的单色仪代替V()光探头。用这种方法，测量的是以波长为函数的光谱辐照度Ee, ind，而非间接照度Eind。当使用这种方法进行光谱测量时，球壁的光谱反射率和辐射计探头的相对光谱相对率之间不应影响结果。标准灯与被测灯之间由于光的空间分布不同产生的影响，与用积分光度计测量光通量是相同的。应当使用一个已知光谱辐射通量e, N的标准灯。被测光源的光谱辐射通量能从下式中被计算得到： (A.5)式中：s()=R, N /e, N积分球辐射计的光谱响应率；R, X被测灯X在波长处的输出信号；R, N被测灯N在波长处的输出信号；e, N标准灯N的光谱辐射通量。通过已知的标准灯的光通量N和标准灯光谱能量分布S,N，可以计算被测光源的光通量： (A.6)式中：Km=683lm/W最大光谱光视效率。A.2.2 三刺激值的计算方法三刺激值X、Y、Z用波长间隔法计算，按(A.7)进行： (A.7) 式中：CIE1931XYZ色度系统的色度函数；波长间隔；K归一化系数。一般光源色测量采用5nm波长间隔，有时也可采用10nm的波长间隔。CIE1931XYZ色度系统中的色品坐标x，y，按(A.8)式计算： (A.8)7
