JJF 1754-2019 氘灯光谱辐射亮度(250 nm~400 nm)校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范

JJF1754—2019

克灯光谱辐射亮度(250nm〜400nm)校准规范

CalibrationSpecificationofDeuteriumLampSpectralRadiance(250nm~400nm)

2019-09-27发布2019-12-27实施

国家市场监督管理总局发布

JJF1754—2019

氟灯光谱辐射亮度(250nm〜

400nm)校准规范JJF1754—2019J

CalibrationSpecificationofDeuteriumLamp

SpectralRadiance(250nm〜400nm)

归口单位：全国光学计量技术委员会

主要起草单位：中国计量科学研究院

参加起草单位：浙江省计量科学研究院

北京市计量检测科学研究院

本规范委托全国光学计量技术委员会负责解释

JJF1754—2019

本规范主要起草人：

刘金元（中国计量科学研究院）

参加起草人：

代彩红（中国计量科学研究院）

马瑶（浙江省计量科学研究院）

张卿贤（北京市计量检测科学研究院）

JJF1754—2019

目录

1范围2

2引用文件2

3概述2

4计量特性2

4.1稳定性2

4.2重复性3

4.3氛灯光谱辐射亮度3

5校准条件3

5.1环境条件3

5.2校准用设备3

6校准项目和校准方法5

6.1稳定性的校准5

6.2重复性的校准6

6.3宛灯光谱辐射亮度的校准6

7校准结果表达7

8复校时间间隔7

附录A宛灯光谱辐射亮度校准原始记录建议格式9

附录B校准证书内页推荐格式10

附录C宛灯光谱辐射亮度250nm（〜400nm）不确定度评定示例11

I

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引言

JJF1001-2016《通用计量术语》、JJF1032-2005《光学辐

射计量名词术语及定义》、JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与

表示》共同构成支撑本规范编订的基础性系列规范。本规范为初次

制定。

1

光谱辐射亮度克灯250nm（〜400nm）校准规范

1范围

本校准规范适用于宛灯在（250nm〜400nm）波长范围内的光谱辐射亮度

的校准。

2引用文件

JJG383《光谱辐射亮度标准灯》

注明日期的引用文件，以此日期版本适用于本规范，否则只有其最新

版本（包括所有的修改单）适用于本规范。

3概述

氛灯是一种气体放电灯，氛灯的种类按窗口的形式分类可以分为端窗和

侧窗两种。虽然因使用的要求和加工的工艺不同每种宛灯有所不同，但其基

本的结构和性质是相同的。由于氟灯发出的辐射主要集中在紫外波段，且具

有稳定性、复现性好，寿命长，体积小，使用方便等优点，使其成为紫外波

段常用的光谱辐射亮度传递标准光源。图1为两种窗口形式的氟灯结构示意

图。

123

2

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图1宛灯的结构示意图

1、发光孔2、阴极/灯丝3、阳极

4计量特性

4.1稳定性

经过预热后，氟灯的稳定性W2%/ho

4.2重复性

宛灯光谱辐射亮度的重复性Wl%o

4.3氛灯光谱辐射亮度

2

氟灯光谱辐射亮度M0.5uW/(cm•nm•sr)

注：以上指标不适用于合格性判定，仅提供参考。

5校准条件

5.1环境条件

校准工作所在房间，周围无影响仪器正常工作的电磁场、机械振动，无

杂散光干扰。室内清洁，无腐蚀性气体。温度应保持在(23±5)°C,湿度

小于85%RH。

5.2校准用设备

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5.2.1光谱辐射亮度标准宛灯。

光谱辐射亮度标准氛灯应经过老化，年稳定性W2%,光谱辐射亮度不确

定度W5%(A=l)。

5.2.2宛灯光谱辐射亮度校准装置。

移动平

图2宛灯光谱辐射亮度校准装置示意图

该装置主要由光学系统、光谱辐射计组成。

光学系统：由成像凹面反射镜、平面反射镜以及相应的光学调节支架、

视场光阑、档屏、光轨、灯架及其调节平台等组成。挡屏外表面要发黑；整

个装置要用漫反射比低的材料围起，以屏蔽杂散光。视场光阑为圆形小孔，

视场光阑的大小，通过光学系统物像比例关系确定氛灯发光面的大小。氛灯

发光面的大小，为其光谱辐射亮度的限定几何条件，应与上一级氛灯保持一

致。

光谱辐射计：包括单色仪和探测部分。单色仪的工作波长范围不小于

(250〜400)nm,波长示值误差应小于0.lnm,杂散光水平小于10匕探测部

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分由性能稳定、高灵敏度的光电接收器及相应的数字电测仪表组成。读数的

有效数字必须在三位半以上。探测部分的线性误差应小于0.1%。

5.2.3电测和供电设备

宛灯由直流稳流电源供电，电测和供电电路见图3。标准电阻等级不低

于0.01级，额定电流不小于1A,数字电压表准确度等级不低于0.05级。直流

稳流电源要求满足氛灯的供电要求，电流随时间漂移WO.5mA/ho

图3宛灯供电和电测控制线路图

6校准项目和校准方法

校准前，应检查氛灯的外观。宛灯应标明制造厂名、出厂编号、型号，

玻壳应透明，不得有气泡、结石、斑点、条纹、擦伤、发雾及影响透明度的

缺陷，薄厚均匀。

6.1稳定性的校准

点燃待测宛灯，经过预热后，在波长300nm处，在Omin,lOmin,20min,

30min,40min,50min,60min,用氛灯光谱辐射亮度校准装置测量光谱辐射

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亮度值，共测量7次，设测量最小值为L^,最大值为L^,按式(1)计算

稳定性S。

S=乙戦"沁X100%(1)

厶Qnin+厶Qmax

6.2重复性的校准

点燃待测宛灯，经过预热后，在波长300nm处，进行n(n^6)次光谱辐

射亮度测量，分别得到n个测量值(L】〜LJ。设平均值为Z：

L=^LJn(2)

i=l

重复性R由式(3)来计算。

£(厶-L)2

旦X100%(3)

n-\

6.3光谱辐射亮度的校准

氟灯在使用前用酒精棉球轻轻擦拭窗口，避免用手触摸。操作时应轻拿

轻放，保持氛灯玻壳清洁。在测量光路中，氛灯与凹面镜之间应设置几个孔

径适当的限制光阑。调节平面反射镜及凹面镜的角度以及気灯的位置，使得

氛灯的发光点成像于视场光阑处。调节氛灯支架，使得探测器输出信号最大。

:M灯通电预热至少45min。

氛灯光谱辐射亮度的校准采用替代法，在氛灯光谱辐射亮度校准装置上

进行测量。将标准氛灯和待测氛灯的辐射光束经光学系统分别成像到视场光

阑处，经单色仪分光后由出射狭缝射出后被探测器接收，接收到的响应值正

比于光谱辐射亮度值。校准方法如下：

6

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a）将标准氛灯安装于宛灯光谱辐射亮度校准装置上，在每一测量波长

入，测量响应Z标准⑷

b）将待测氛灯安装于宛灯光谱辐射亮度校准装置上，在每一测量波长

入，测量响应z待测⑷

c）设标准氛灯的光谱辐射亮度值为厶标准（Q，则待测宛灯的光谱辐射亮

度值厶删2（）为：

Z待测⑷=Z标准⑷■z24（）

校准的波长点见表1

表1氛灯光谱辐射亮度校准的波长点

测量的波长点入/nm

250260270280290300310320330340350

360370380390400

7校准结果表达

经校准的氛灯发给校准证书。校准证书内页推荐格式见附录氏校准证

书应至少包含以下内容：

a）标题：“校准证书”；

b）实验室名称和地址；

c）进行校准的地点（如果与实验室的地址不同）；

d）证书的唯一性标识（如编号），每页及总页数的标识；

e）客户名称和地址；

f）被校对象的描述和明确标识；

g）进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明

被校对象的接收日期;

7

JJF1754—2019

h）如果与校准结果的有效性应用有关时，应对被校样品的抽样程序进

行说明；

i）校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；

J）本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；

k）校准环境的描述；

l）校准结果及其测量不确定度的说明；

m）校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识；

n）校准结果仅对被校对象有效的声明；

P）未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。

8复校时间间隔

建议氛灯的校准周期为1年，根据实际使用情况，可以按照用户的需要

确定氛灯的校准时间间隔。

8

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附录A

克灯光谱辐射亮度校准原始记录建议格式

校准日期：年月日第页

原始记录编号证书编号

仪器名称规格型号

制造厂出厂编号

送校单位电话

单位地址联系人

校准依据送检日期

校准地点室温：°C相对湿度：%

本次校准使用的标准灯：编号：

标准灯证书编号：有效期至：年月日

氛灯电流：mA氛灯电压：V氛灯发光点的直径：mm光谱带宽：nm

校准结果

-2-11

入单位：nmL»单位：uW•cm•nm•srU（后2）单位：%

XLxUXLaU

250330

260340

270350

280360

290370

300380

310390

320400

稳定性：

OminlOmin20min30min40min50min60min

S=ZlnBXX100

+厶兄max

重复性：

1234567

R=^V旦xlOO

L\n-1

校准员:核验员:

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附录B

校准证书内页推荐格式

校准条件：

1、氛灯工作电流：mA

2、氛灯发光点直径：mm

3、光谱带宽：nm

4、环境条件：室温°C相对湿度%

校准结果：

波长入单位：nm；

稳定性：

重复性：

211

光谱辐射亮度Lx单位：v-W•cm'•nm'•sr'；

校准结果相对不确定度U（匕2）单位：%

o

XLxUXLxU

250330

260340

270350

280360

290370

300380

310390

320400

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附录c

氟灯光谱辐射亮度250nm~400iiin）（不确定度评定示例

C.1测量模型

宛灯光谱辐射亮度测量的数学表达式为（5）,式中各变量的定义见本规范

6.2

Z待测⑷"标准⑷⑸

C.2不确定度A类评定

克灯光谱辐射亮度测量的相对实验标准差，即相对标准不确定度山。

氛灯光谱辐射亮度测量的相对实验标准差按照式6）（计算：

£(厶⑷-丽)2

Z=1

UA(6)

n-\

其中厶（2）（i=l,2,n且心6）为波长为入处第i次测量的光谱辐射

亮度值；丽为波长为入处n次测量的光谱辐射亮度值的平均值。

丽=£厶⑷/“(7)

1=1

点燃待测宛灯，经过预热后，在波长200nm处，进行9次光谱辐射亮度

测量，校准结果：

123456789

/待测（UA）7.9187.9958.134&2578.2737.902&0728.0417.948

/标准（UA）6.7916.7916.7916.7916.7916.7916.7916.7916.791

厶标准44.044.044.044.044.044.044.044.044.0

厶待测51.351.852.753.553.651.252.352.151.5

由9次测量数据得到：“严1.7%

C.3测量不确定度B类评定

C.3.1标准氛灯光谱辐射亮度的相对标准不确定度5=5.0%；

C.3.2探测器的非线性导致的光谱辐射亮度的相对标准不确定度5=0.1%；

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C.3.3电测系统导致的光谱辐射亮度的相对标准不确定度U3=0.1%；

C.3.4波长的不确定度产生的光谱辐射亮度的相对标准不确定度11尸0.5%；

C.3.5成像光阑等几何条件引起的相对标准不确定度山=2.0%；

C.4合成标准不确定度的计算

由于各标准不确定度分量不相关，故合成标准不确定度为：

U——Jit；++1/2++“]——5.7%(8)

c

C.5扩展不确定度的计算

取A=2,故扩展不确定度为：

U=ku=2x5.7%®12%(9)

c