JJG 511-87 微弱光照度计检定规程.pdf

中华人民共和国国 家 计 量检 定 规 程微 弱 光 照 度 计J J G 5 1 1-8 7、若币:扩峥翻微弱光照度计检定规程今.今 a 令 +y a 争 r 月 卜N 卜.V e r i f i c a t i o n R e g u l a t i o n o f L o wJ J G 5 1 1-8 7尹于呀全tLi g h t L e v e l I l l u mi n a n c e Me t e i、二扣小扣如，本 检定规程经国家计量局于”E 7 年，月8 日 批准，并自”r,年3月 1日起施行。归口单位.中国测试技术研究院起草单位.中国测试技术研究院本规程技术条文由起草单位负责解释.本规程主萝起草人，孙扭中国侧试技术研究院目录一概述 “二。“.”.”.。“.”.”。”.“:.，.一“一”一(1)二技术要求 ”“”“”二(1)三检定项目.“.“”.“二”二“”-”(s)四检定条件“.”.“”“”“，一(5)五检定方法.一”.”.，”，.，:“”.。”，”(R)六 检定结果处理和 检定周期.,.,，一(1 2)附录1 明视觉与暗视觉光谱光效率表 ”，(1 3)附录2余弦特性两个误差公式的关系二“二”.“二“(1 4)附录3玻璃滤光片光程修正里计算公式”“一，.一”“一 1 6)附 录4 枪定 证 书 背 面 格 式”.“”.“一“”(1 7)J J G 5 1 1-8 7共1 9 页第 7页微弱光照度计检定规程本规程适用于新制造、使用中和修理后的测a微弱光的照度计.一概述 微弱光照度计由光电探测器(硅光电 二极管或光电 倍增管等、与校正光谱响应度使之接近于明视觉 光iff 光效率 V 或暗视觉光ill,光效率V 盆 的 滤光器 组成的Ifl ll 光探头，配以数字式或指针式显示仪表构成.其测 量光照度的上限可与 一般强 光照度计(1 0-1 1 r 以 上)衔接，测量下限在 1 0-I I X以下。二技 术 要 求 I 照度 计探头封装 良 好，测光面清洁无损，与 显示仪表 的连线接触良好 2 指针式显示仪 表刻度洁晰，无 卜 针现象，数字式显示仪表字体清楚.正确，换档开关转换灵活，接触 良 好.3 照度计有调零 或自稳 零装置;有灵敏度调整机构，可装在仪器面板上或内部，供检定时调整J 目。4 示位误差 微弱光照度计分为二级，规定的示仇误差列于A 1,5 年稳定度 两个级别的微弱光照度计示值年变化率的规定见表 1,徽 1 光 7R IV 计 4 1;另 1示仿澳差不 扭 过满 哥程的(m)年 变 化 率不 大 于(肠 少 一一土4一于一 一 二士 T_.-一.一-.口，.目 卜 一共1 9 页第 2 页7 7 G 5 1 1-8 76 换挡误差因量程切换引入的侧量误差用下式评价.u l.(i(B)k i(A)一)，。”%(1)式中f(A)-在 A量程 挡的 读数 倩，光照水平使读数值在满刻度 的9 0%以上，i(B)一在 B 量程挡的读数值，光照 水平是产生 i(A)时的光 照度的k倍，k-A,B两量程之间的倍率俏。微弱光照度计的换挡误差的规定列于表2,7 光谱响应误差 微弱光照度计探头的相对光谱响应度对国际照明委员会规定的明视觉 光谱光效率(简称V,函数)和暗视觉光谱光效率(简称V;函数)的偏离不超过表2中的规定。其误差用如下公式来评价。明视觉光度系统.EIS(A)。二 一 V,JA AU,二习V,A Ax 1 0 0%(2)式中.花1V,A A ”“。一 n m-1八A=1 0n mS(A)-七一习E,(A)V,A A名 B (又)S(A J，二 A.S(A).,(3)暗视 觉光度系统.J J G 5 1 1-8 7共1 9 ii i 第3 rU,二习is,(A)二、一 V,BA R名V;凡x 1 0 0%(4)式中:=1 0.3 0 1 7 x 1 0-e n m 一川1一代 一习S i(久)、时=艺E,(1)V,A x(5)习 E (J)S l(A)2,A A.Si(几)二.以上四个公式中符号的意义 如下:v:、V;一 v;函 数和V;函 数，E,以)标准A光源的相对光谱辐照度分布.S(幻r m t,S (A)u 明视觉、暗视觉光度系统的归一化相对光谱响应 度，S(幻 M.S l 以)x e实际测 得的随意 标度的探头明视 觉、暗视觉光谱 响应度。8 余弦特性误差 微弱光照度计探头的空间灵敏度应符 合余弦定 律.即:探头 输出值应与入射角的余弦成正比.其误差评价用下式表示:r，_。、_/i(a,)3)1 _。，+a,f+，一、.R-0,A)C a s a一 V i v u/o()式中 a-入射方向 与测 光面 法线方向的夹角，Y探头绕光轴旋转的方位角;i(a,句入射角为a，方位角为)3 时探头的输出值，i(o,句-垂直入射，方位角为3时探头的输出值.探头在各个方向的误差的总的评价用下式表示。共土 9 J 1 第 4页J J G 5 1 1-8 7U s=(”IU(a)-s in 2 a d a尹J 即0(7)余弦特性误差的规定见表 2.9 红外响应误差 微弱光照度计不应对红外辐射敏感，做v:或V;校正用的 滤光器应是红外截止的.红外响应度给测光带来的误差用 1 2 V S O W 3 2 0 0 K澳钨灯与红外滤光器(1 1 滤光器-2 m m厚H B 7 5 0)组合照射探头时的信号 i(I R)与无滤光器照射探头时的信号 i 之比来表征。U 一(I i R)x 100%一“，微弱光照度计红外响应误差的规定见表2,1 0 紫外响 应误差 微弱光照度计不应对紫外辐射敏感，做V,和V,校正用的滤光器应是紫外截止的.紫外响应度对测光带来的误差用专用光源 带 截红外 Q B 2 1 型玻璃(2 m m厚)的 3 2 0 0 K 澳钨灯与紫外 滤光器(U V滤光器-2 m m厚Z W B 1)组合照射探头时的 信号i(U V)与无滤光 器照射探头时的信号 i 之比来表征:U。一 U V)(x 100%i，微弱光照度计紫外响应误差的规定见表2,1 1 疲劳特性误差 使照度计示值为最犬量积满刻度的9 0%,保持光照 不变，照度计受光照射2 f il l n时的示硫与连续照射 1 0 m i n 时的示值的相对变化。微弱光照度计疲劳特性误差的规定见表 2,1 2 示值复现性误差 使照度计示值为最大量 程满刻度的9 0.保持光照 不变，照度计受光照 射2 m i n 时的示值与 遮光3 0 m i n 后，再次照射2 m i n 时的示值栩对变化。i i G5 1 1-8 7共1 9 页第5贡 (e 弱光照度计的示值复I 1!性误差灼规定见表2.1 3 用光电倍增管放 抹测器的微弱光照度计应有自 定标光源，下能装在探头内部的放射性荧光材料光源，要有严格的遮光措施，在照度计自定标之前荧光材料光iff 不 G!)G 曝光.1 4 用硅光电元件做探测器的微弱光照度计应给出灵敏度的温度系散.衰2 一。m 1 il目一 号允许误 ,(%)级 V s o.3叭一价叭U换f 余 刃 特 性U k劳 特 性示 植 复 现 性二 一 二二 一-一 卜.一吕三一 二王 三3_ _ 一 一 工 三检 定 项 目 1 5 两个等级微弱光照度计每个周期必检项目:外观检查，年稳定度，示值误差;换挡误差;示1r复现性，疲劳特性.1 6 一级微弱光照度计在首次 检定 时的必检项目:光谱响应，红外响应，紫外响应，余弦特性.四检 定 条 件微弱光测试台定标法的专用条件弱光标准探71?)器三支，光照度的不 确 定度应不大于”l7士1,5%.1 7.2微弱光测试台(图 1)共1 9 炭第 6 页J J C 5 1 1-8 7 a 1 2 V 1 0 0 W 浪钨灯一支，经老化处理后，其发光不稳定性应不大于每小时。.2%，发光复现性应优于 0.2%.b积分球内释 工 0 0 m m，内壁喷涂无选 择性漫反射涂料，嗅钨灯与积分球组合后的出射光 色温可调，应为2 8 5 6 士3 0 K和 2 6 5 0 K士3 0 K.c积分球的入射光阑与出射光阑由带刻度的微分筒调节，微分筒 最 小分 度。.0 1 m m.d中性减光片4-r 5 片，每片的 减光倍率1 0%.在4 0 0-7 0 0 n m光谱区 域内的光谱透过率的最大值与最小值之差应不大于平均值的2 0%.、减光片由手柄 控制，可移入移出光路.e澳钨灯、积分球、中性减光片由多个带开口的挡光板隔开.全部组件封装在暗箱内.暗箱一端的开口法兰盘，供安装照度计探头。1 汁 厂暗 箱 1b-挡光板.图 1微弱光 测试 台光A.3 积分球.4 中性减光片.厂6 一 一 法兰盘.7-一 出射光可调光阑，8 人射光可调光阑:.rr 准.Y:源 定 徐 法 的 专 用 条 件弱光照度标准光源的构成(见图2 J J G 5 1 1-8 7共1 9 V 第，页 。色温 为2 6 5 0 K的B D Q 1 型灯和色 温为 2 8 5 6 K的 B D Q2 型灯各 三支，经老 化处理后，稳定 性实验考察，其发光不M 定性应优于梅小时0.2,0 0;重复点 燃其光强 度 变化 不大于0.2%t重复装调光强度变化不大于。.5%灯口上有标记，标明发光面.b屏蔽杂散光的灯箱 一 个，灯箱内壁镶嵌挡光板，涂黑色无光泽无挥发物的涂料。灯箱背面有锥形光陷阱，正面开口法兰盘上安装巾 性减光片.盘上有标记，使 减光片能按固定方位重复安装。灯箱安装于专用滑车上.C中 性减光片五片，用吸收系数大的 材料做成，减光片的减光倍牢 分别为1 0 1,1 0 1,1 0 1,1 0 1,l o ,减光倍率实际值与标称值的偏差不大于 减光倍率的4 0%.减光 片非中 性规定为在4 0 0-7 0 0 a m 光谱区域内透过率最大值与最小值之差不大子平均值的3 0%.减光片上有标记，能按固定方位重复安装于灯箱上.中 性减光片与 灯泡泡壳的距离不得大干”m m.减光片通光口 直释不大于4 0 r n m.1 8.2光度测量装 置 一套，6 m以上 的光导 轨、滑车、灯架、开n 档光 屏、灯丝平而的调节机构、带刻度的转动平台，再附 加大面积带开口的挡光黑绒布.光轨周围有黑色帷幕.1 8了弱光照度标准光源在光 度测g装置上由弱光标准探测器检定其光强度值，Id期一年.弱光照度标准光源与光度测量装置共同构 图2 弱光照度 标准光源的构成1-标准灯，2 灯箱.3 巾性减光片.4 一 一 光快门.6 一一 V i 光屏:一大面积黑绒布.了 一 被R I m度计N,共”页第8页刀忿5 1 飞 一R 7成弱光照度工作标准.B D Q2型标准光源用 于明视 觉光 度系 统检定.不确定度小大于土3%，B D Q 1 型标准光源用于暗视觉光度系统淦定，不确定度不大于士4%,1 9 通用设备 标准灯供电及 电测设备:高 稳定度 it流稳 压电源 稳定度为每1 0 m i n 0,0 2%),0.0 2 级以上的电位差计及相应准确度级别的标准电阻、标准电池、检流计、或有相应准确度的数字电压表、调节灯电流的曳 阻 箱、I R 滤 光 器 及U V 滤 光 器(见9.1 0 两 条).2 0 微弱光照度计检定时的实验室应为暗室，实骏室温度要求2 0 士 5 C,相对湿度 7 5%以下.五检 定 方 法 2 1 按技术条 件第1 条至第3 条对照度 计进行检查.2 2 换挡误差、疲劳 特性、示值复现It 分 别按照技术条件第6 条、第1 1 条、第 1 2 条的规定进行侧量，并按 规定的误差进行评定。2 3 示值检定之前先检查年稳定度 标准照度为基本量程挡满 刻度的9 0%，照度计示彼与上一年检定示俏 的相对 误差，一级微 弱光照 度计不得大于5%，二级不大于8%。2 4 示佑检定 在1 0-l x 以上检定微弱光!i u 度 计的明视 觉系统，1 0-1 x以 下检定暗视觉系统.2 4,1微弱光测试台方法 2 4,1,】光原按预定 电立值点姗.预热2 0 m i n，照度计按说明 书Ff,定时间预热.2 4,1,?选 取两只标准 探ii!9 器，先用其中一支 标定被测照度计.。标准深测器探失 置子微弱光测 试台法兰盘上，记卜 Vii 光 端面-tl,兰Z:.1.ff U 111 1 之间的距iN.J J G 5 1 1-8 7共1 9 负第，直 b不加中性减光片，出射光阑 调到最大，调节入射光阑，使标准探测器测量值为1 0 1x，记 下入射光阑刻度.调节出 射光阑，使标准探测器测量值为。.8、1 0 ,0.6 x 1 0 ,0.4 x 1 0 ,0,2 x 1 0 ，记下出 射光阑 在每一点的刻度.加入 1 号减光片，出射光阑调到最大，调节入射光闹，使标准探测 器测量值为1 0-l x，记下入射光阑刻度.调节出射光阑，使探 测器测量值为0,8 x 1 0-,0,6 x 1 0-,0,4 x l 0-,0.2 x 1 0-，记 下出射光阑在每点的刻度。再 加入2 号减光片，出射光阑 调到最大.调节入射光阑，使探侧器的测量值为 l 0-l i x，记下入射光阑刻度.调节出射光阑，使探测器澳 1 量值为0.8 x 1 0-,0.6 x 1 0-,0.4x 1 0-,0,2 x 1 0-，记下出射光阑在每点的刻度。如此依次进行。2 4,1.3取下标准探测器，将被 测照度计探头 装在法兰盘上，调书探头测光面到法兰盘端面的距离。使之与标准探测器端面到法兰盘端面 的距离相等.重复2 4,1.2.b 的 步骤，用标准 探 测器标定的己知照度值，按1 0 1,0.8 x 1 0 ，0.6 xl 0 ,0.4 x1 0 ,0,2 x1 0 ,1 0-,0.8 x1 0-,0.6.1 0-,0.4 1 0-,0.2 x 1 0-,的顺序标定被测照度 计。2 4,1,4用第二支 标准 探测器对被测照度计进行第 二轮 检定.两轮检定的结果，一级照度计各点相对偏差不大于3%，二级不大于 4%.取两轮检定结果的平均值作为最后的结果.2 4,1.E有自 定标的微弱光照 度计在每轮 检定完毕后进行自 校值定标。取两轮自定标平均值作为最后的结果.2 4,1,6对暗视觉系统的检定 检定方法与明视觉的相同.暗视 觉光照度与明视觉 光照皮之间的换算关系:共1 9 贾 第1 0 责”C51 1-9 1二=K;,J u E,V l,d x K m f E,V,d A(1 0)式中 K 益 暗视觉最大光谱光效率(1 7 0 0 l m/W),Km 明视觉最大光谱光效率(6 8 31m/W),E,标准光源的相对光谱辐照度分布.对于色温为2 8 5 6 K的标准光源，该值为1,4 1 3，对于色温为2 6 5 0 K的标准光源该值为 1,3 1 1,2 4,2用弱光照度工作标准的检定方法 2 4,2,1 标准灯装在光导轨的滑车灯架上，使灯泡有标记一面朝向被测照度计，用灯丝平面调 节机构将灯丝调节成垂 直于光轴。灯丝中心与光轴重合装上暗箱.2 4,2,2照度计探头装在平台 上，用灯丝平面调节机构将探头测光而调节成垂直于光轴中心与光轴重合。2 4,2,3照度计探头与 光源之间挡光屏的设置按如下办 法:从 探头位 置朝 光源方向观察，除光源暗箱之外，其它 装置(如帷幕、帷幕架等)，一 概 不 进 入 视 野，测 量用 的 光快门 安 置 在靠 近 光 源 的 一方，实验室 遮暗，除光源之外，屏 蔽一切光线来源.2 4,2,4根据需要的照度水平选用中 性减 光片.按距离平方反比定律改变灯丝到探头测光面的距离而改变光照度。距离平方反比定律:E_(d一d)=(1 1)式中 卜一 光强灯、暗箱和减 光片组合的光强度值，d 灯丝到探头测光而的距离，A d 中 性 减 光片 对 光 程 的 改 变 盆.检定时灯丝到测光面的距离不得小于9 0 0 mm,2 4,2,5微弱光照度计在基本量程挡按如下程序进行检定:a标准照度值调整到与照度计满刻度值相等，b 关闭光决 门，调整照度计示值，使其为零.TJC 51 1-8 7共四页第I I 贾 c 打开光快门，如果示值不为满刻度，调节照度 计灵敏度，使照度计示值达到满刻度.d改变距离，再选取至少三个点进行检定，每个点都单独调零，再记录光照时的示位.在基本量程挡检定后，照度计灵敏度调节机构不再使用.其它各挡的检定，除满刻度一点之外，也必须选取至少三个点.2 4,2,6有自定 标的 微弱光照度计在检定 完成 后在纂本量程挡 进行校准，记录下自 定标值.2 4.2.7 B D Q 2 型灯弱光照 度工作标准用于明视觉检定 B D Q 1型灯弱光照度 工作 标准 用于暗视觉检定.2 4.2,8每台微弱光照度计由 两只灯各 定标一轮，两轮 检定的各点之间的相对偏差，对于一级微弱 光照度计不大于3%，对于二级不大于4%.取两轮检定结果的平均值作为最后的结果.2 5 余弦特性 2 5.1 将照度 计探头装在光轨上带刻度的转动平台上，调节测光而，使之与光 轴垂 直护 一 中 心在光轴上，并使平台的 转动轴线通过测光面，调节光源的灯丝平面，使之与 光轴垂直，中 心在光轴上.2 5.2光路中挡光屏的布置与2 4.2.3的相同.2 5,3通过改变 距离。调节到达 测 光面 的光照度，使照度计示值在满刻度的9 0%以 上，记下此时的i 1 俏。这是刘应于垂直入射的.、顺时针转动 平台.改变光线入射角 分别记下角度为1 5 0,3 0 0,4 5 0,6 0 0,8 5 的示位.用公式(6)计算各角度的响应误差.2 5.4逆时计转动平台测 第二轮，计算各角度的响应误差.2 5.5取两轮平均值，用五个角度 下的误差值和角度他 为坐标画出曲线，内插求出每隔5。的角度响应误差，用公式(7)计 算总的余弦特性误差.计算时角度以弧度为单位.2 6 红外响应误差的测量共1 9 员第1 2 贯J J G 5 们一 自 7 使用弱光照度工作标7 5 的滑车和灯箱.将色温为3 2 0 0 K的7 臭 钨灯安装在滑 车上，调筷方法与2 4,2,1 所述相同，加上灯箱.照度计探头 的调榷与2 4,2,2 所述相同.，光 源 与 探 头 之 间 安 装 一 个 滤 光 器 暗 盒，使 A 光 器 可 移 入 移 出 光 路 调整照度水平(如照度过高可在灯箱窗;上安放中性减光片)，使 I R滤光器移出光路时，照度 计在最高量程有满刻度9 0%以上的示谭，记 下 此时 的 示 值.将 滤 光n-移入 光 路，照 度 计示 俄 如 果 小 于 满 刻度的I%，改变量程.直到有满刻度1 0%以 上的示 值，记下此 时的示值.示 值 乘 上 相 应 挡 的 倍 率 值，用 公 式(8)计算 红 外 响 应 误 差.”紫外响应误差的测量 使用 装置和方法与 第2 6 条 所述相同，仅需要将Q B 2 1 型玻瑞安葬夺 灯 箱开 口 法兰盘 上，换 上U V 难光 舞，取下I R 诊 光器，用 公 式 (9)计算紫外响应误差。2 8 照 度 计 探头 相 对 光 谱响 应 度的 测 量 珍一 般 光电 探测 器 相 对 光谱响应度的测量方法进行，在此不再作 规定.其误差 应成足技术要求7.六检定结果处理和检定周期 2 9 初次送枪的微弱光照度计不予定级，只填发测 试结果通知书，由第 二个检定周期开始，检定 合格的予以 定级并填发检定证书.不合格的发给检定结果通知书.3 0 微弱光照度计检定周期为一年.J J G 5 1 1-8 7共1 9 页第”贾附录 1明视觉与暗视觉光谱光效率表0 111)v(A)万 兀 下69 目0.37.u00.1 21209 O月.0 00 2一400一 x.00 2 29 O。一 三二 一;.砚7.00 0 40u.o69 296 000.631 000.2 3 1 5。_!0.0 0 1 2 10.0348亏l O0.50306n 0 卫 5 9，0.0 04 0G0.-0 9 3 600.0 7 3 70-311 6u.1 9 9 3.0.0 03 34u.0 23 000.3 28 1 00.0 0 1 50一。一”一叨 5 O.，目.-.一-一 6 O0.0 38 000.45 5 00一 3040-一 5 00.1 0 7 0 00.00 0 380.06 0 0 00.56 7 u060.06 1 竺 o.A.31700.09 0 980.878 00)03 2 eu-1 58 00.1 39 U20.208 0 20.3 23 000 .7 9 3 0 00.9 U4 0 00.9 8 2 O f幸 一0.0 1 7 O U0.0 00 070.0 0 8 2 10.0 00 0 40.0 04 1 0.0 0.1 20.5 03 0.0一71 0 000.8 82 0 0.9 97 0 0门 O0.02 G9MOO 010.9 35.2n0.0 01 05.00.90.H l lOO3.0.5 2 一 .1一1|一一。一刚一10一。一，4 00.95 4 000.65.00盛吐.C o.2 5_ _ _ 一一一 一5 O6.99 4 95U.4 H 加 J 心口O0.0 00 V LBU700.9 95 0 0J一32 HN 咬0.00 nfi7 0U.000 00J 七 1 9 页第1 4 页J J G 5 1 1-8 7附录余弦特性两个误差公式的关系 如图，设一亮度 均匀的发光 半球照明照度计 探头，探头在 入射角为a,0 方位的余弦特性误差为。%n户 0 ，1 X.，.，.钾.二 i(a,s)i(0,口)c o s a叫探头在a 角0。一9 00范围内的总误差为:i u(a,口)i L d S 2 c o s au=r:J 0一。L d Slco sa式中，L为发光半球的亮度，d。约元立体角:d 口=r d a r s i n a d s r 名一 一二 d a d d s i n a设探头沿尽 角方向的分弦特性 是相同的，则探头空间总误差为:J J G 5 1 1-8 7共1 9 页第i s 页几 1=I U(a,s)I d a d$s i n a c o s aU 二J口 一 0厂 J/2d o d 月s i n a c o s a口 一 妇I U(a)I s i n o c o s ad o夕厂户!9卜 工一J U(a)j s i n 2 a d o共1 9 页第1 6 页J J G 51 1-8 7附录玻璃滤光片光程修正t计算公式A d=H(1 一 生、n/式中A d=光程修正盘，H-滤光片厚 度，件 玻璃材料折射率.J J 台 5 1 1-8 7共1 9 页 第1 7 炙附录 4 检定证书背面格式a 无自定标的微弱光照度计检定证书 (背面).口，.检定结果视 觉 特 性 标 准照度 值()x)韶 度计示 值上一 级标准一!一，实。室 一 一标、光 N,色 M a 门明视觉日言 视 觉一 1共”负第T s 责打心5 1 1-8 ib 有自定标的徽弱光照度计检定证书(背面)检定结果视 觉特妙习挡，自定 标 If s-饮f-+蜘盖:上一 级标 准溯 源实脸 室标准 光源色面 植明 视 觉一。:视 觉J J G 5 1 1-8 7典1 9 贾第1 9 支附加说明:本检定 规程经国家计最检定规程审 定委员会 光学专业委员会审定通过。