JJG 213-2003 分布(颜色)温度标准灯

中华人民共和国国家计量检定规程

—

JJG2132003

()

分布颜色温度标准灯

()

StandardLamsforDistributionColourTemerature

pp

2003-05-12发布2003-11-12实施

国家质量监督检验检疫总局发布

—

JJG2132003

()

分布颜色温度标准灯

检定规程췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍

—

췍췍JJG2132003췍췍

代替—

JJG2131990

VerificationReulationof췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍

g

StandardLamsforDistribution

p

()

ColourTemerature

p

,

本规程经国家质量监督检验检疫总局于年月日批准并自

20030512

年月日起施行。

20031112

—

JJG2132003

目录

适用范围………………()

11

引用文献………………()

21

术语……………………()

31

[]()

3.1光源的光谱分布温度…………1

光源的颜色温度……………………()

3.21

概述……………………()

41

计量性能要求…………()

52

标准灯的光电参数…………………()

5.12

标准灯的年稳定性…………………()

5.22

标准灯的不确定度…………………()

5.32

通用技术要求…………()

62

外观要求……………()

6.12

标记…………………()

6.23

包装…………………()

6.33

计量器具控制…………()

73

检定条件……………()

7.13

检定项目……………()

7.26

检定方法……………()

7.36

检定结果的处理……………………()

7.410

检定周期……………()

7.510

附录最佳直线斜率的计算方法……………………()

A11

附录计算光源分布温度的一般公式………………()

B12

附录检定证书格式…………………()

C13

附录不确定度分析———用光电分布温度比较仪检定……………()

D14

附录不确定度分析———用光谱辐射照度测量装置检定…………()

E16

—

JJG2132003

()

分布颜色温度标准灯检定规程

1适用范围

()、。

本规程适用于分布颜色温度标准灯的首次检定后续检定和使用中的检验

2引用文献

—《光源显色性评价方法》

GB57021985

,。

引用时应注意使用上述文献的现行有效版本

3术语

[]

3.1光源的光谱分布温度

[,],

在某一波长范围λλ内如果光源发射的辐射与某一温度下黑体的辐射具有

12

,[,

最接近的光谱功率分布那么此时黑体的绝对温度就定义为该光源在该波长范围λ

1

],。。

λ内的光谱分布温度简称分布温度计算步骤及公式见附录C

2

3.2光源的颜色温度

(),

如果一个光源发射光的色品与某一温度下黑体的色品相同匹配那么此时黑体

,。

的绝对温度就叫作该光源的颜色温度简称色温

4概述

(),

分布颜色温度标准灯是用来保存和复现分布温度量值进而复现可见波长范围

。,

内光源相对光谱功率分布标准的计量器具它是按一定技术条件专门制作的发光性能

,()。,

稳定的具有无色泡壳的白炽钨丝灯和石英泡壳溴钨灯以下简称标准灯在点燃后

,()

它发射从紫外到红外波长范围内的连续光谱其可见波长范围380~780nm内的相对

,。

光谱功率分布与某一温度下黑体的分布非常近似

,,

由它们的定义可知光源的分布温度和颜色温度在概念上有很大区别在数值上也

。,

不一定相同但对于相对光谱功率分布与黑体相同的光源它的色温值在数值上就等于

;,,

可见波长范围内的分布温度值对光谱功率分布与黑体相近的光源如白炽钨灯它的

,,

色温值与可见波长范围内的分布温度值相差很小在通常的测量误差范围内可认为是

相同的。

,,,

另一方面对一般白炽光源而言不同波长范围内的分布温度值也不相同在本规

,。

程中除非另有说明均是指可见波长范围内的分布温度

,,

由于标准灯在发光时灯丝各部分的温度不完全相同本规程所讲的分布温度均是

指灯丝各部分的辐射在测光方向上均匀混合后所复现的分布温度。

,,

在正常工作温度范围内标准灯灯电流与对应分布温度值的变化关系可用

iT

Td

下式表示:

1

—

JJG2132003

2

()()()

i-i=BT-T+CT-T1

T0dd0dd0

式中:———参考点的分布温度值,;

Td0K

———对应于该参考点的灯电流值,;

iA

0

———标准灯的线性项系数,/;

BAK

2

———标准灯的二次项系数,/。

CAK

,,,

对溴钨灯系数的值很小因而二次项的值也很小即可简化为近似的线性关

C

系。

5计量性能要求

5.1标准灯的光电参数

分布温度标准灯的光电参数应符合表的规定。

1

表1

额定分布温度额定电压额定电流发光强度

型号备注

/K/V/A/cd

BDQ-32856361.690充气钨丝灯

BDQ-72856922.9450充气钨丝灯

BDQ-828561006.31100充气钨丝灯

BFZ32001005.01500石英溴钨灯

5.2标准灯的年稳定性

,,:;

BDQ型标准灯在2856K点分布温度的年变化量一级不超过6K二级不超

过10K。

,,:;

BFZ型标准灯在3200K点分布温度的年变化量一级不超过10K二级不超

过15K。

5.3标准灯的不确定度

各级标准灯总的扩展不确定度(=0.99)、检定中使用上一级标准灯的级别应符合

p

表中的规定。

2

表2单位:K

各级灯总的扩展不确定度检定用上一级

被检灯

(,)

单只灯p=0.99标准灯的级别

级别

2042235328563200

一级8101520工作基准

二级10121825一级

6通用技术要求

6.1外观要求

2

—

JJG2132003

,,、、、

标准灯按规定条件老化后玻壳应无色其工作面无明显反碱发雾波纹气

、、;,,

泡砂粒擦伤等缺陷灯丝与挂勾及电极的连接要牢固且不应有明显弯曲灯头与

,。

玻壳的固定要牢固导丝电极应牢固地焊接在灯头上

6.2标记

标准灯应用刻蚀方法标明其型号及出厂编号。

6.3包装

,、、

标准灯应用专门的灯盒包装存放并在灯盒上标明标准灯的名称型号出厂编号

()。

及生产厂家公司等

7计量器具控制

7.1检定条件

7.1.1基本检定设备

7.1.1.1分布温度标准灯组

,,。

检定用上一级标准灯不少于只并配备同型号的标准灯一只用作比较灯

3

7.1.1.2标准灯的电源

。(,),,

见表采用直流稳定电源稳流稳压或电子交流稳压电源经预热后

30.5h

:;。

输出电压的变化直流电源应小于0.03%交流电源应小于0.3%

表3

标准灯级别电源电测仪表及准确度备注

直流数字电压表

()

一级直流稳流稳压电源控电流

不低于0.02级

直流数字电压表或

()

直流稳流稳压电源

()

二级交直流电流压表控电流

或电子交流稳压电源

不低于0.2级

7.1.1.3标准灯的电测仪表

()。

采用直流数字电压表或交直流两用电流压表电测仪表及有关配套设备均应按

规定定期送检合格。

7.1.2专用检定设备

:。

专用检定设备主要有两种光谱辐射照度测量装置和光电分布温度比较仪可采用

,。

其中一种或类似其中一种的设备进行检定但其性能应符合本规程的有关规定

()

7.1.2.1光谱辐射照度测量装置如图1

1)构成

、、、、、

主要由输入光路部件单色仪探测器直流高压电源示数仪表导轨及其附件

等组成。

、、()

输入光路部件包括导轨孔径光阑漫反射白板或漫射积分球及支撑转台消色

。();;

差正透镜单色仪工作波长范围不窄于380~780nm波长重复性优于±0.2nm波

3

—

JJG2132003

图光谱辐射照度测量装置示例

1

—孔径光阑;—快门;—漫反射白板;—滤光片;—光电倍增管;—负载电阻()

12DFPMRL1MΩ

长准确度优于;单色仪的内部杂光分别用低气压、灯的谱线,

±0.5nmHCdλ=435.8

g0

,,()()

546.1643.8nm加相应干涉滤光片考查在λ≤λ-2Δ和λ≥λ+2Δ的范围

00

,,()。

内杂光信号应小于谱线峰值信号的0.2%Δ为仪器的光谱狭缝宽度半通带宽度

;

对光栅单色仪还应注意消除多级光谱引起的杂光测量中应保持单色仪入射狭缝和

,。

出射狭缝等宽并使仪器的光谱狭缝宽度近似等于5nm左右

。,

探测器选用稳定的光电倍增管配套用直流高压稳定电源要求每0.5h输出电压

的变化不大于0.01%。示数仪表可采用直流数字电压表。

:。

整套装置稳定性总体要求达到每0.5h输出信号的漂移不超过0.4%

2)测量原理

,

用上一级标准灯作可见区相对光谱辐射照度分布的标准用该装置测定出被检灯相

,。

对光谱辐射照度分布进而计算出被检灯的分布温度值

,:

用标准灯标定比较灯时其计算方法如下

若标准灯的分布温度值为Tds,比较灯的分布温度值为Tdc,测得的比较灯与标准

,:

灯的相对光谱辐射照度比为α则

λ

æ11ö11

ç÷()

lnα=c-+L=K×+L2

λ2èTTøλλ

dsdc

æ11ö

ç÷()

K=c-3

2èTTø

dsdc

式中:———波长;

λ

L———常数;

-2

·。

c=1.4388×10mK

2

,/,,

以lnα为纵坐标1λ为横坐标作图其图形应为一直线用计算法求出最佳直线

λ

()/(/)()。:

的斜率K=ΔlnαΔ1λ见附录A然后按下式计算出分布温度T

λdc

4

—

JJG2132003

11K

()

=-4

TTc

dcds2

()

7.1.2.2光电分布温度比较仪图2

图光电分布温度比较仪示例

2

—;—;—();—;—;

1积分球快门2可变光阑3漫透射毛玻璃共三片4蓝滤光片5红滤光片

—;—;—();—;,—;

6中性减光片7孔径光阑8快门二个M平面反射镜PP光电倍增管一对

12

—固定电阻();—可变电阻箱();—检流计;—单刀三位开关;

Rr40kΩRb0~100kΩGK

—微安表();—校准使等于用的标准电压(/)

A0~10AVii+80mV5A

μμsrr0μ

1)构成

,,,,、,

主要由导轨孔径光阑平面反射镜及转台积分球红蓝滤光片光电探测

,。

器红蓝比显示部分及相关附件等组成

:,,

积分球内涂白色中性漫反射涂料其上有一个入射窗口和两个出射窗口在入射

;、,,

窗口上装有快门和可变光阑在出射窗口上分别装有红蓝滤光片毛玻璃中性减光

,;

片光电探测器等

、:,

红蓝滤光片其透光的波长范围应互无重叠与接收器组合的光谱响应曲线的峰

()()。

值波长应分别在和范围内总的光谱响应度对于波长

660±10nm460±10nm≤380

nm和波长≥750nm的范围应下降到峰值的0.2%以下。

:()。

光电探测器挑选输出稳定的光电倍增管Sb-Rb-Cs阴极一对

,。

红蓝比显示可用多种方式实现图中的桥式平衡电路检流计指示是其中之一例

2

比较仪总的技术要求应达到:

:,。

灵敏度当分布温度改变时显示红蓝比的检流计偏转应个最小分度值

1K≥5

:,

直线性当积分球入射窗口处的光照度由100lx升至1000lx时红蓝比的变化应

≤0.2%;

:,

方向性当入射积分球窗口的角度在垂直方向附近变化时红蓝比的变化应

±15°

5

—

JJG2132003

≤0.2%。

:。

稳定性红蓝比的漂移每应

10min≤0.2%

2)测量原理

,

用上一级标准灯作辐射照度红蓝比的标准用分布温度比较仪直接测量被检灯的红

,,

蓝比并调整被检灯电流使之与标准灯的红蓝比相等此时被检灯的分布温度值即等于

,。

标准灯的分布温度值其原理是用双色比法确定白炽灯的分布温度值

,(,);,

若标准灯的分布温度为Td光谱辐照度为EλTd在比较仪积分球中若蓝滤

光片光路中总的等效光谱透射率为(),接收器的光谱响应度为(),输出的光电

τλrλ

bb

;,:(),(),;

流为对红滤光片光路相应地分别为则比较仪实测得到的红蓝

iτλrλi

brrr

比为:

(,)()()

EλTτλrλdλ

idrr

r∫

()()

==fTd5

i

b(,)()()

EλTτλrλdλ

∫dbb

,、、、,

当积分球内的涂料所用的红蓝滤光片毛玻璃接收器等固定后上式之值便

,/(),。

只与标准灯的分布温度值有关记为ii=T且是一一对应的关系若用桥式平

rbfd

(),:

衡方法见图测量红蓝比有

2

iR=iR

bbrr

即:/()()

R=iRi=TR6

brrbfdr

,,

若固定用只改变的办法来测量红蓝比则的数值只和标准灯的分布温

RrRbRb

,;,,。