光照度計檢定規(guī)程

I光照度計檢定規(guī)程本規(guī)程適用于光照度計(以下簡稱照度計)的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢驗。定型鑒定、樣機試驗中有關(guān)計量性能的要求可參照執(zhí)行。本規(guī)程引用下列文獻：《光照度計》OIML1988年英文版《光照度計和光亮度計的性能測試方法》CIE1987年英文版JJF1059—1999《測量不確定度評定與表示》使用本規(guī)程時，應(yīng)注意使用上述引用文獻的現(xiàn)行有效版本。3概述照度計是測量光照度的計量器具，它由光度頭(包括余弦修正器、V(à)修正濾光器、光電接收器)和顯示器(數(shù)字式或指針式)兩部分組成。當(dāng)光電接收器接收到通過余弦修正器和V(λ)濾光器的光輻射時，所產(chǎn)生的光電信號，經(jīng)信號處理，在顯示器上顯示出相應(yīng)的光照度值。4計量性能要求4.1相對示值誤差照度計的相對示值誤差不得超過表1要求。表1相對示值誤差要求級別相對示值誤差/%標(biāo)準(zhǔn)一級土4二級4.2V(λ)匹配誤差照度計的V(λ)匹配誤差不得超過表2要求。表2V(λ)匹配誤差要求級別匹配誤差/%標(biāo)準(zhǔn)一級6:級824.3余弦特性(方向性響應(yīng))誤差照度計的余弦特性(方向性響應(yīng))誤差不得超過表3要求。表3余弦特性(方向性響應(yīng))誤差要求級別方向性響應(yīng)誤差1%標(biāo)準(zhǔn)24二級64.4非線性誤差照度計的非線性誤差不得超過表4要求。表4非線性誤差要求級別非線性誤差1%標(biāo)準(zhǔn)士03一級二級4.5換擋誤差照度計的換擋誤差不得超過表5要求。表5換擋誤差要求級別換擋誤差1%標(biāo)準(zhǔn)一級二級4.6疲勞誤差照度計的疲勞誤差不得超過表6要求。表6疲勞誤差要求級別疲勞誤差/%標(biāo)準(zhǔn)一級一級照度計的紅外響應(yīng)誤差不得超過表7要求。3表7紅外響應(yīng)誤差要求級別紅外響應(yīng)誤差/%標(biāo)準(zhǔn)1一級2二級44.8紫外響應(yīng)誤差照度計的紫外響應(yīng)誤差不得超過表8要求。表8紫外響應(yīng)誤差要求級別紫外響應(yīng)誤差/%標(biāo)準(zhǔn)一級二級4.9溫度系數(shù)照度計的溫度系數(shù)不得超過表9要求。表9溫度系數(shù)要求級別溫度系數(shù)/(%/℃)標(biāo)準(zhǔn)一級二級5通用技術(shù)要求5.1外觀照度計連接線路應(yīng)接觸良好，光度頭的余弦修正器外表面應(yīng)清潔無損，不許有斑點等痕跡。數(shù)字式照度計數(shù)字顯示應(yīng)清晰，沒有斷筆劃等現(xiàn)象；指針式照度計應(yīng)不得有卡針、指針彎曲變形等缺陷。5.2標(biāo)識儀器應(yīng)有如下標(biāo)識：名稱、型號、產(chǎn)品編號、生產(chǎn)廠及有關(guān)強制性標(biāo)記和說明性標(biāo)5.3說明書使用說明書上應(yīng)包括以下技術(shù)指標(biāo)：儀器尺寸、測量范圍、相對示值誤差、V(λ)匹配誤差、余弦特性(方向性響應(yīng))誤差、非線性誤差、換擋誤差、疲勞誤差、紅外響應(yīng)誤差、紫外響應(yīng)誤差、溫度系數(shù)、響應(yīng)時間46計量器具控制計量器具控制包括：首次檢定、后續(xù)檢定以及使用中檢驗。6.1檢定條件6.1.1檢定設(shè)備6.1.1.1光度測量裝置由光軌及滑車、燈架、燈絲平面調(diào)整儀、光闌等組成。光軌長度要6m以上，平直性良好。光軌平直性誤差應(yīng)不超過±1mm,測距米尺1m內(nèi)的總誤差不大于0.2mm。6.1.1.2電源與電測儀表電源：直流穩(wěn)壓電源，輸出電壓連續(xù)可調(diào)，(0～120)V/(0～10)A,10min內(nèi)輸出電壓變化應(yīng)不大于0.02%:電測儀表：數(shù)字電壓表(或直流電位差計及配套設(shè)備),標(biāo)準(zhǔn)電阻。檢定照度計的電測儀表準(zhǔn)確度等級不得低于表10要求。表10電測儀表準(zhǔn)確度等級要求被檢照度計級別電測儀表標(biāo)準(zhǔn)0.01級一級、二級0.02級6.1.1.3發(fā)光強度標(biāo)準(zhǔn)燈組檢定照度計的發(fā)光強度標(biāo)準(zhǔn)燈不得低于表11要求。表11發(fā)光強度標(biāo)準(zhǔn)燈要求被檢照度計級別標(biāo)準(zhǔn)2856K工作基準(zhǔn)燈組一級、二級2856K一級或二級標(biāo)準(zhǔn)燈組6.1.2環(huán)境條件測光系統(tǒng)所在房間應(yīng)為暗室，溫度應(yīng)保持在(20±5)℃。電測系統(tǒng)如使用電位差計及標(biāo)準(zhǔn)電池等配套設(shè)備，所在房間溫度應(yīng)保持在(20±2)℃,濕度小于85%RH。6.2檢定項日檢定項日見表12。定型鑒定、樣機試驗的試驗項目建議包含第4章所有內(nèi)容。其中，V(λ)匹配誤差、疲勞誤差、紅外響應(yīng)誤差、紫外響應(yīng)誤差、溫度系數(shù)的試驗方法參見附錄A.6.3檢定方法6.3.1外觀檢查連接光度頭、顯示器等部件，接通電源，對照5.1用目視觀察方法進行外觀檢查發(fā)現(xiàn)有不符合4.1所列情況之一時，不出具檢定證書。5表12檢定項目檢定項目首次檢定后續(xù)檢定使用中檢驗一十相對示值誤差余弦特性誤差業(yè)線性誤差換擋誤差注：“+”表示應(yīng)檢項目，“…”表示可不檢項目6.3.2照度計的相對示值檢定6.3.2.1測量裝置的調(diào)整把照度計和發(fā)光強度標(biāo)準(zhǔn)燈(以下簡稱標(biāo)準(zhǔn)燈)安裝在光度測量裝置上。調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)燈的燈絲平面和光度頭的測試面，使它們垂直于光軌的水平測量軸線，H中心點位于該軸線上：。然后，在光度頭與標(biāo)準(zhǔn)燈之間放置一些光闌(其通光孔徑大小要適當(dāng)),以防止：雜散光進入光度頭，但不允許擋住由燈絲和玻殼所發(fā)出的光射到光度頭上：。6.3.2.2固定光度頭位置并遮光調(diào)節(jié)零點。然后揭開遮蓋光度頭的蓋子，改變標(biāo)準(zhǔn)燈到光度頭之間的距離，讓其在光度頭測試面上產(chǎn)生不同的照度值，這些照度值對應(yīng)于儀器的不同顯示值，其大小用距離平方反比定律計算]標(biāo)準(zhǔn)燈的發(fā)光強度值，cdl——標(biāo)準(zhǔn)燈的燈絲平面到光度頭測試面的距離，m。檢定時，標(biāo)準(zhǔn)燈的燈絲平面至光度頭的距離至少大于發(fā)光面或光度頭的測試面的最大線度(燈絲平面、光度頭測試面的對角線長度或直徑)的15倍以上。每一擋在滿量程范圍內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)照度計至少檢定五個等間隔點，級、二級照度計至少檢定三個等間隔點，每個點照5s后讀出其顯示值。要求每臺儀器檢定兩輪，兩輪量值的相對偏差：標(biāo)準(zhǔn)、·級、二級照度計分別不得超過0.6%,1%和1.5%,每個點取平均值作為最后結(jié)果。各級照度計的相對示值誤差應(yīng)符合4.1要求。對于·、二級照度計，也可用比較法進行檢定，方法見附錄B。6.3.3照度計的余弦特性(方向性響應(yīng))誤差6.3.3.1將光度頭安裝在光度測量裝置的帶有度盤的轉(zhuǎn)動平臺上，使平臺的轉(zhuǎn)動軸線通過測試面的中心線，調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)燈的燈絲平面和光度頭的測試面，使它們垂直于光軌的水平測量軸線，且中心點位于該軸線上。在標(biāo)準(zhǔn)燈與光度頭之問布置若干光闌，標(biāo)準(zhǔn)燈到光度頭的距離，至少是標(biāo)準(zhǔn)燈發(fā)光面或光度頭測試面最大線度的15倍。JJG245—20056圖1在光度測量裝置上檢定照度計的示意圖1—光度頭；2—光闌；3—標(biāo)準(zhǔn)燈6.3.3.2通過改變距離，使照度計的顯示值達到滿量程的2/3以上。然后將平臺向左轉(zhuǎn)，使照度計顯示值為某一值，記下此時轉(zhuǎn)盤角度；再將平臺向右轉(zhuǎn)，使照度計的顯示值達到上述顯示值，也記下此時轉(zhuǎn)盤的角度。這兩個角度的平均值為法線照度入射角度，記下此角度下照度計的顯示值。然后轉(zhuǎn)動平臺，讀出角度分別為±10°,±20°,85°時照度計各角度下的顯示值。6.3.3.3光度頭應(yīng)使投射到其上的光所產(chǎn)生的響應(yīng)，符合余弦法則。按公式(3)計算由投射光方向引起的誤差f?(e,φ):式中：e—-入射光與光度頭測試面法線所成的入射角；入射光與光度頭測試面水平線所成的方位角；Y(ε,φ)—-光入射角為ε、方位角為φ時照度計的顯示值；Y(0,φ)--光垂直照射在測試面上，方位角為φ時照度計的顯示值。圖2f(e,φ)規(guī)定的坐標(biāo)示意圖按公式(4)計算出光度頭的方向性總誤差f?JJG245—20057..0式中：1.484rad等于85°各級照度計的方向性響應(yīng)誤差應(yīng)符合4.3要求公式(3),(4)間的推導(dǎo)關(guān)系可參見附錄D.6.3.4.1在光度測量裝置上，將標(biāo)準(zhǔn)燈和照度計的光度頭按照標(biāo)定照度計的要求安裝好。固定光度頭的位置不變，移動標(biāo)準(zhǔn)燈、使照度計的顯示值Y達到1/10滿量程，它相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)照度值為X。然后移動標(biāo)準(zhǔn)燈使照度計的顯示值達到Y(jié)(接近滿量程),求出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)照度值Xm:6.3.4.2按公式(5)計算光度計的非線性誤差f?Y——標(biāo)準(zhǔn)照度值X照射光度頭的顯示值；X——對應(yīng)于最大能示值Y的標(biāo)準(zhǔn)照度值；Y最大顯示值。各級照度計的非線性誤差應(yīng)符合4.4要求。6.3.5換擋誤差6.3.5.1在光度測量裝置上，將標(biāo)準(zhǔn)燈和照度計的光度頭按照標(biāo)定照度計的要求安裝好。固定光度頭的位置不變.移動標(biāo)準(zhǔn)燈，使標(biāo)準(zhǔn)照度值X(A)在低量程A擋達到滿量程的90%,其顯示值為Y(A)。然后將照度計換到比較高的量程B擋內(nèi)，移動標(biāo)準(zhǔn)燈，使標(biāo)準(zhǔn)照度值X(B)比X(A)增加k倍。讀出照度計顯示值Y(B)。6.3.5.2按公式(6)計算由于量程改變引起的誤差f:式中：Y(A)標(biāo)準(zhǔn)照度值X(A)(相當(dāng)于滿量程的90%)在量程A擋的顯示值：Y(B)比X(A)增加k倍的X(B)在比較高的量程B擋的顯示值各級照度計的換擋誤差應(yīng)符合4.5要求。6.4檢定結(jié)果的處理根據(jù)6.2“檢定項目”的規(guī)定逐條進行檢定，把所得各項數(shù)據(jù)記錄下來，計算結(jié)果。各項均符合本規(guī)程要求的，判定為合格(對于未定級的照度計，可出具“所檢項目符合某級照度計要求”的檢定結(jié)論),否則為不合格。合格的儀器發(fā)給檢定證書，不合格的發(fā)給檢定結(jié)果通知書，內(nèi)頁格式可參照附錄E。新生產(chǎn)的照度計應(yīng)進行首次檢定。修理后的照度計可根據(jù)修理情況，增加一些必要的檢定項目。首次檢定時，根據(jù)檢定數(shù)據(jù)結(jié)果和儀器使用說明書上對計量性能指標(biāo)的描JJG245—20058述，按本規(guī)程第4章中有關(guān)規(guī)定，給予定級，發(fā)給檢定證書。不符合本規(guī)程規(guī)定者，不予定級，發(fā)給檢定結(jié)果通知書，并注明不合格項。6.5檢定周期檢定周期--般不超過1年。JJG245—20059附錄A定型鑒定、樣機試驗的推薦試驗方法定型鑒定、樣機試驗應(yīng)按JJF1015—2002《計量器具型式評價和型式批準(zhǔn)通用規(guī)范》和JJF1016—2002《計量器具型式評價大綱編寫導(dǎo)則》執(zhí)行，其試驗項日包括外觀、相對示值誤差、V(λ)匹配誤差、余弦特性誤差、非線性誤差、換擋誤差、疲勞誤差、紅外響應(yīng)誤差、紫外響應(yīng)誤差、溫度系數(shù)。本附錄僅給出定型鑒定、樣機試驗中除6.3外的試驗方法。A.1照度計的V(λ)匹配誤差照度計的光度頭必須具備V(à)濾光器，使它的光譜響應(yīng)度與國際照明委員會CIE明視覺光譜光視效率相匹配，其匹配誤差f的計算方法如下：式中：S^(λ)m——為標(biāo)準(zhǔn)(歸一)化了的相對光譜響應(yīng)度。S(λ)m——以任意參考點作標(biāo)準(zhǔn)時的相對光譜響應(yīng)度；V(λ)——CIE明視覺光譜光視效率。各級照度計的V(λ)匹配誤差應(yīng)符合4.2要求。A.2疲勞誤差A(yù).2.1將照度計的光度頭和標(biāo)準(zhǔn)燈安裝在光度測量裝置上，按標(biāo)定照度計的要求調(diào)整好，然后遮住光度頭，使其24h不曝光，測量時點燃標(biāo)準(zhǔn)燈并預(yù)熱，揭開遮蓋光度頭的蓋子，在1000lx下讀取照度計照射10s和30min的顯示值。A.2.2按公式(A.3)計算照度計的疲勞誤差f;:式中：Y(30min)——在同一條件下，照度計照射30min的顯示值；Y(10s)-—在同一條件下，照度計照射10s的顯示值。各級照度計的疲勞誤差應(yīng)符合4.6的要求。A.3紅外響應(yīng)誤差A(yù).3.1將2856K標(biāo)準(zhǔn)燈與照度計的光度頭安裝在光度測量裝置的滑車上，標(biāo)準(zhǔn)燈與光度頭之間放置紅外濾光片(HWBg),固定標(biāo)準(zhǔn)燈與光度頭的位置，測定有無濾光片兩JJG245—2005種情況下照度計的響應(yīng)之比(因有無濾光片時顯示值相差很大，應(yīng)及時換擋)。A.3.2按公式(A.4)計算紅外響應(yīng)誤差r:式中：Y(IR)用2856K標(biāo)準(zhǔn)燈(加紅外濾光片)照射光度頭的顯示值；Y用2856K標(biāo)準(zhǔn)燈(無紅外濾光片)照射光度頭的顯示值；r?——2856K標(biāo)準(zhǔn)燈施照下的紅外濾光片的積分透射比，按公式(A.5)計z(à)—-P(a)——紅外濾光片的光譜透射比；色溫為2856K標(biāo)準(zhǔn)燈的相對光譜功率分布。各級照度計的紅外響應(yīng)誤差應(yīng)符合4.7要求。A.3.3紅外濾光片HWBmg的推薦數(shù)據(jù)(參照上海有色玻璃廠廠標(biāo))表A.1紅外濾光片HWB800的推薦數(shù)據(jù)厚度：3mm最小尺寸：φ40mm界限波長：λ=(800±10)nn斜率：k≥0.5峰值波長：λ=720nm其光譜透射比x(ào)≥83.6%A.4紫外響應(yīng)誤差A(yù).4.1使用上述裝置，將標(biāo)準(zhǔn)燈換成黑光燈，紅外濾光片換成紫外濾光片(ZWB,)測定有無濾光片時照度計的響應(yīng)比，然后按公式(A.6)計算紫外響應(yīng)誤差u:式中：Y(UV)——用黑光燈(加紫外濾光片)照射光度頭的顯示值；Y——用黑光燈(無紫外濾光片)照射光度頭的顯示值；uo——黑光燈施照下的紫外濾光片的積分透射比，按公式(A.7)計算：紫外濾光片的光譜透射比；黑光燈的相對光譜功率分布。各級照度計的紫外響應(yīng)誤差應(yīng)符合4.8要求。A.4.2紫外濾光片ZWB,的推薦數(shù)據(jù)(參照上海有色玻璃廠廠標(biāo))JJG245—2005厚度：1mm最小尺寸：φ40mm280nm≥50.0%光譜透射比r(λ)313nm≥81.3%405nm≤1.0%700nm≤30.0%A.4.3黑光燈的推薦數(shù)據(jù)λ/nm圖A.1黑光燈的推薦光譜分布(推薦燈號CHF-125)A.5溫度系數(shù)A.5.1將照度計置于溫度控制器內(nèi)，指示器朝著窗外，標(biāo)準(zhǔn)燈放在溫度控制器外。照射光度頭，控制標(biāo)準(zhǔn)燈的電流不變，固定標(biāo)準(zhǔn)燈與光度頭位置，將溫度分別控制在40,20,15,5℃,1h后分別測量照度計響應(yīng)。A.5.2溫度依賴性用溫度系數(shù)來表征，按公式(A.8)計算溫度系數(shù)a:℃(照度計用于室內(nèi));℃(照度計用于室外)。因此，對T?必須作出說明。各級照度計溫度系數(shù)應(yīng)符合4.9要求。用比較法檢定照度計B.1照度計檢定裝置照度計檢定裝置如圖A.1所示，由積分球和暗箱兩部分組成。積分球部分包括：2856K光源、積分球、可調(diào)光闌；暗箱部分包括：光軌、可移動轉(zhuǎn)臺、光度頭夾具、暗箱等。圖B.1照度計檢定裝置1—暗箱；2—滑軌；3—可移動轉(zhuǎn)臺；4~標(biāo)準(zhǔn)照度計光度頭夾具；5—被測照度計光度頭夾具；6…可調(diào)光闌；7—積分球(內(nèi)含2856K光源)將經(jīng)檢定合格的標(biāo)準(zhǔn)照度計與被檢照度計的光度頭分別安裝在照度計檢定裝置的工作臺夾具上、調(diào)整兩個光度頭的測試面，使它們到可調(diào)光闌的距離相等。將被檢照度計的光度頭朝向積分球，移動工作臺位置，改變測試面到可調(diào)光闌的距離；或改變可調(diào)光闌的大小，使照度計的顯示值為某一讀數(shù)。然后將工作臺旋轉(zhuǎn)180°,讓標(biāo)準(zhǔn)照度計光度頭朝向積分球，此時標(biāo)準(zhǔn)照度計測得值就是被檢照度計上述某一讀數(shù)的實際照度值。照度計每一擋在滿量程范圍內(nèi)至少檢定三個等間隔點，要求每臺儀器檢定兩輪，兩輪量值的相對偏差：一級、二級照度計分別不得超過1%和1.5%,每個點取平均值作為最后結(jié)果。附錄C不確定度評定實例本附錄僅就用一級標(biāo)準(zhǔn)燈檢定一、二級照度計一處示值(標(biāo)準(zhǔn)照度值為100lx)的示值誤差的測量結(jié)果不確定度做評定實例分析。實際工作中，可給出測量結(jié)果不確定度的最大值或按客戶要求逐點(逐量程)評定不確定度。C.1測量方法按本規(guī)程規(guī)定的相關(guān)步驟，將一只2856K發(fā)光強度一級標(biāo)準(zhǔn)燈和被檢照度計安裝在光度測量裝置上，并調(diào)整好它們的位置。改變標(biāo)準(zhǔn)燈到光度頭之間的距離，讀取照度計在測量點的顯示值，并進行兩輪實驗，取平均值作為最后結(jié)果。C.2數(shù)學(xué)模型C.2.1建立數(shù)學(xué)模型：式中：△E——被檢照度計的示值誤差；E——被檢照度計顯示值的平均值；I(i)——標(biāo)準(zhǔn)燈的發(fā)光強度，I(i)=1180cd;i——供給標(biāo)準(zhǔn)燈的電流，i=6.7024A;C.2.2靈敏系數(shù)c?=)△E/dE=](C.2)C.3輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定C.3.1輸入量E的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(E)的評定u(E)的來源主要是照度計的測量不重復(fù)性，它反映了各種隨機因素的綜合影響。因此采用A類方法評定。在給定電流(i=6.7024A)下點燃標(biāo)準(zhǔn)燈，固定標(biāo)準(zhǔn)燈的燈絲平面到光度頭測試面的距離(1=3.435m),連續(xù)讀取照度計的顯示值，測量結(jié)果列于表C.I。表C.1測量結(jié)果序號顯示值E/lx234JJG245—2005表C.1(續(xù))序號顯示值E/lx597.3697.4797.5897.4997.597.6E97.330.321單次實驗標(biāo)準(zhǔn)差為：(C.5)本規(guī)程規(guī)定，每個測量點測量2次，取平均值作為測量結(jié)果，則可得到其自由度為：u(E)=s(E)/√2=0.134(lx)v=n-1=10-1=9(C.6)(C.7)C.3.2輸入量I的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(1)的評定u(1)的來源主要由光強值的不確定度及電測系統(tǒng)的不確定度兩部分組成，均用B類方法評定。C.3.2.1光強值的不確定度由發(fā)光強度一級標(biāo)準(zhǔn)燈的檢定證書得到，測量結(jié)果的相對擴展不確定度U=1.2%,k=3。則光強值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：估計則白由度為(C.8)(C.9)C.3.2.2電測系統(tǒng)的不確定度雖然供給標(biāo)準(zhǔn)燈工作與檢定時的電流，數(shù)值上完全相同，但由于兩種工作條件下所用電測設(shè)備一般不完全相同，所以供給燈的實際電流值存在差異，估計兩者最大差異可達0.03%,此項服從均勻分布，則電流值的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：由經(jīng)驗公式：JJG245—2005(C.10)得知，由于電流的不確定度帶給光強的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u?(I)=1180×6×0.0087%=0.616(cd)山于此項不確定度是按電流的最大差異計算的，則認(rèn)為v(I?)→如標(biāo)準(zhǔn)燈工作和檢定時使用同一電測系統(tǒng)，則此項不確定度分量不予考慮。C.3.3輸入量1的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(l)的評定u(l)的來源主要由測量距離的不確定度及光度頭與燈絲平面調(diào)節(jié)的不確定度兩部分組成，均用B類方法評定。C.3.3.1測量距離的不確定度本規(guī)程規(guī)定：光軌測距米尺1m內(nèi)的總誤差不大于0.2mm。此項服從均勻分布，則測量距離的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為由于此項不確定度是按測距的最大允許誤差計算的，則認(rèn)為v(l?)→C.3.3.2光度頭與燈絲平面調(diào)節(jié)的不確定度根據(jù)實驗經(jīng)驗與相關(guān)資料判定，光度頭與燈絲平面的調(diào)整帶來的對l值的影響不會超過±1mm,且服從三角分布，則光度頭與燈絲平面的調(diào)整帶給l值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度C.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評定標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量及相關(guān)信息列于表C.2。表C.2標(biāo)準(zhǔn)不確