亮度計校準(zhǔn)規(guī)范

昕瑞德環(huán)保

　　亮度計校準(zhǔn)規(guī)范包括以下幾個方面：

　　一、范圍

　　規(guī)定適用于亮度計(又稱光度計)的校準(zhǔn)，確定了亮度計相關(guān)計量特性的校準(zhǔn)條件、校準(zhǔn)方法及校準(zhǔn)結(jié)果的表達(dá)形式等內(nèi)容。

　　二、引用文件

　　列出在校準(zhǔn)過程中需要引用的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、國際標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等文件。

　　三、術(shù)語和定義

　　亮度(Luminance)

　　定義為單位投影面積、單位立體角上的光通量，單位為坎德拉每平方米(cd/m2)。

　　亮度計(Luminance meter)

　　一種用于測量發(fā)光體表面亮度的儀器，通過特定的光學(xué)系統(tǒng)和探測器將入射光轉(zhuǎn)換為電信號，進(jìn)而得出亮度值。

　　四、校準(zhǔn)條件

　　環(huán)境條件

　　溫度：通常要求在(20±5)°C的范圍內(nèi)。較穩(wěn)定的溫度能減少儀器熱脹冷縮帶來的測量誤差。

　　濕度：一般為相對濕度不超過85%。濕度太大會影響儀器的光學(xué)部件性能以及電路部分功能，尤其是那些對濕度敏感的電子元件。

　　其他：避免外界強(qiáng)磁場和電場干擾測量區(qū)域，否則可能影響亮度計內(nèi)部光電探測器和電路系統(tǒng)的正常工作，導(dǎo)致測量偏差。

　　標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備

　　標(biāo)準(zhǔn)光源

　　具有已知準(zhǔn)確亮度值的光源，例如標(biāo)準(zhǔn)鎢絲燈(其亮度可根據(jù)標(biāo)定參數(shù)，如燈絲溫度、發(fā)光面積等精確計算得到)或者更精確的標(biāo)準(zhǔn)光度積分球系統(tǒng)。光度積分球系統(tǒng)能提供均勻漫反射的出射光場，其亮度穩(wěn)定性高、可重復(fù)性好，可以方便地調(diào)整到不同的亮度水平用于校準(zhǔn)不同量程的亮度計。

　　光學(xué)導(dǎo)軌

　　為確保標(biāo)準(zhǔn)光源與被校亮度計之間保持精確的測量距離，光學(xué)導(dǎo)軌需要具有穩(wěn)定的機(jī)械結(jié)構(gòu)、精確的線性移動精度，其長度一般根據(jù)實際校準(zhǔn)需求而定，通常為1 - 3米，以滿足不同類型和測量距離要求的亮度計校準(zhǔn)工作。

　　轉(zhuǎn)臺(可選)

　　如果需要對亮度計進(jìn)行不同角度下的亮度響應(yīng)校準(zhǔn)，則會用到轉(zhuǎn)臺設(shè)備。轉(zhuǎn)臺能夠提供準(zhǔn)確的角度定位，其角度分辨力至少應(yīng)達(dá)到0.1°，以便精確控制和測量亮度計在不同入射角下的測量情況。

　　五、校準(zhǔn)項目和校準(zhǔn)方法

　　外觀檢查

　　目視檢查亮度計的外殼是否有損壞、裂縫或者變形;查看顯示屏是否清晰、無壞點;各個操作按鍵應(yīng)靈活可用;探測器窗口不應(yīng)有劃痕、灰塵雜質(zhì)或污損等情況。這些外觀缺陷可能影響亮度計的正常使用、光學(xué)傳輸效率或者讀數(shù)準(zhǔn)確性。

　　示值誤差校準(zhǔn)

　　將被校亮度計放置在預(yù)先設(shè)定好的測量位置(借助光學(xué)導(dǎo)軌來精確控制該位置與標(biāo)準(zhǔn)光源之間的距離)，使亮度計的探測器中心正對標(biāo)準(zhǔn)光源的發(fā)光面中心。待讀數(shù)穩(wěn)定后，對標(biāo)準(zhǔn)光源在不同亮度設(shè)定值下進(jìn)行多次(如至少5次)測量，記錄亮度計的測量值 (y_i)，同時獲取標(biāo)準(zhǔn)光源對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)亮度值 (x_i)。利用貝塞爾公式分別計算各級亮度測量的實驗標(biāo)準(zhǔn)差 (s = \sqrt{\frac{\sum_{i = 1}^{n}(y_i-\overline{y})^2}{n - 1}})，其中(n)為測量次數(shù)，(\overline{y})為測量平均值。然后按照公式(\Delta L=\overline{y}-x)計算亮度示值誤差(\Delta L)。

　　線性度校準(zhǔn)

　　通過改變標(biāo)準(zhǔn)光源的輻射強(qiáng)度，以得到不同水平的亮度值(例如覆蓋被校亮度計量程的下限、中間值和上限附近多個均勻分布的點)。對于每個亮度改變點，分別測量并記錄標(biāo)準(zhǔn)光源的標(biāo)準(zhǔn)亮度值 (x_j) 和亮度計的相應(yīng)測量值 (y_j)。假設(shè)亮度計具有線性測量關(guān)系(y = kx + b)，采用最小二乘法擬合直線方程，得到擬合系數(shù) (k) 和 (b)。然后比較測量值與擬合直線預(yù)測值之間的偏差程度，偏差量(\Delta y_j=y_j-(kx_j + b))，最大偏差量與滿量程輸出值的比值即為線性度指標(biāo)衡量依據(jù)。

　　視角特性校準(zhǔn)(如有必要)

　　使用轉(zhuǎn)臺，設(shè)定旋轉(zhuǎn)軸與亮度計光學(xué)中心重合。從垂直于標(biāo)準(zhǔn)光源平面的參考方向開始，逐步改變亮度計相對于標(biāo)準(zhǔn)光源的入射角(例如從 - 60°到+60°，每隔一定角度步長，如10°進(jìn)行測量設(shè)置)。在每個角度下，記錄標(biāo)準(zhǔn)光源的標(biāo)準(zhǔn)亮度值(在此前提下，標(biāo)準(zhǔn)光源應(yīng)為均勻的朗伯體發(fā)光源，即在不同入射角下，其發(fā)出的亮度從光源表面法線方向向外周基本呈余弦規(guī)律變化)和亮度計的測量值。分析測量值隨入射角變化的曲線，觀察測量值是否大致符合余弦定律(即在理想情況下，朗伯體的亮度測量值隨入射角的余弦呈比例變化)，評價亮度計視角特性的準(zhǔn)確性。

　　六、校準(zhǔn)結(jié)果

　　校準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理

　　對于校準(zhǔn)過程中采集的數(shù)據(jù)，遵循正確的統(tǒng)計學(xué)方法進(jìn)行分析和處理。如前面提到示值誤差和線性度計算中的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、擬合直線等相關(guān)計算要按照既定的數(shù)學(xué)公式準(zhǔn)確運算。

　　校準(zhǔn)證書內(nèi)容

　　基本信息：應(yīng)包含被校亮度計的名稱、型號、規(guī)格、生產(chǎn)廠商、器具編號、校準(zhǔn)日期等。

　　校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)文件：說明本次校準(zhǔn)是按照哪個校準(zhǔn)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)文件進(jìn)行操作的。

　　校準(zhǔn)結(jié)果相關(guān)數(shù)據(jù)：詳細(xì)列出每項校準(zhǔn)項目的結(jié)果，如示值誤差的具體數(shù)值、線性度的指標(biāo)(比如用百分比表示線性偏差);如果存在不符合校準(zhǔn)要求的項目，則應(yīng)明確指出并給出不合格情況的描述。

　　校準(zhǔn)有效期：根據(jù)校準(zhǔn)設(shè)備的穩(wěn)定性、應(yīng)用場景等因素規(guī)定一個合理的校準(zhǔn)有效期，例如通常可為一年，但在一些特殊的高精度測量場合，校準(zhǔn)有效期可能設(shè)定為半年甚至更短時間。

　　七、復(fù)校時間間隔

　　根據(jù)亮度計的使用頻率、使用環(huán)境的惡劣程度、儀器本身的穩(wěn)定性等因素確定復(fù)校時間間隔。

　　頻繁使用(如每天使用多次)或者工作環(huán)境較為惡劣(如高溫、高濕度、存在較多灰塵或腐蝕性氣體環(huán)境)的亮度計，復(fù)校時間間隔可以相對較短，如半年;而對于那些使用較少、工作環(huán)境良好且穩(wěn)定性較好的亮度計，復(fù)校時間間隔可以適當(dāng)延長至一至兩年。

周六的我在上班

您的思考很有深度，讓我有了新的認(rèn)識。

神獸歸位

我贊同你的分析，邏輯很清晰。

烤肉

感謝您的詳細(xì)解答，讓我對這個話題有了更全面的認(rèn)識。

AAA繡衣樓樓主

感謝大家的耐心解答。

黃粱一夢

謝謝分享，很有幫助