GB/T 26184-2010 绝对发光强度分布的测量方法

ICS17．180．20

K70

国亘

中华人民共和国国家标准

70—1987

GB／T26184—2010／CIE

绝对发光强度分布的测量方法

of

Themeasurementabsoluteluminousdistributions

intensity

(CIE

70一1987，IDT)

201201

1-01-14发布

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局台右

中国国家标准化管理委员会捉113

70—1987

GB／T26184—2010／CIE

目次

前言·………·………·………Ⅲ

引言……………………·…～Ⅳ

2光强测试原理………………’’’…………3

2．1光度测试距离定律………···…······…3

2．2亮度积分………··…·…………………3

3光度计探头的类型………………………4

3．1测量照度的光度计探头…………’’’…’’’……………4

3．2亮度积分用的光度计探头……………4

4测量面……···…………·····…·…………7

4．1A面系………………·……··…………8

4．2B面系………·………………………”8

4．3C面系…………………8

4．4圆锥面………·…………………··……9

4．5面角度的标记……·…··………………10

4．6相互关系……·····…………····………………………10

5带有旋转光源设施的测角光度计……………·………一10

5．1原理……………·……………··………10

5．2应用……………···……11

5．3结构原理………………11

5．4辅助探头………·…··…····………····……·…·……‘‘12

6带有移动光度计探头的测角光度计……………………12

6．1原理……………………···…………···………·……一12

6．2应用……………………13

6．3结构原理………·……··………………13

7带有旋转反射镜的测角光度计…………………·……‘。15

7．1原理……………···……15

7．2应用………···…·……………………”15

7．3结构原理……………·………………·………………‘15

8角度测量……………···…………………16

8．1可能性……······………………………16

8．2需要…………………·………………”16

9光电转换和数据处理……………··…····……···………16

10一般测量条件…………·……………”17

10．1运行条件…………·……·………··……………·…‘17

10．2老炼…………………17

10．3燃点方位……………17

10．4环境温度……………17

I

26184—2010／CIE70—1987

GB／T

10．5振动和震动……··……··

10．6稳定期…………………·

lo．7电测量…·…··…………·

10．8镇流器…………………-

10．9供电电压…·····………··

10．10测试的执行……………·

11测试结果的修正…………·

12结果的表述………………-

13机械调整…………………-

13．1带有旋转光源装置的测角光度计……·

13．2带有移动光度探头的测角光度计……·

13．3带有旋转镜子的测角光度计…………·

14校准………·

14．1光强标准……·…………

14．2校准过的照度计………·

14．3相对测量………………·

15误差源和测量精度………·

15．1机械安排………………·

15．2角度测量和角度步长…………··……··

15．3旋转镜子或光度探头对亮度积分的影响

15．4杂散光…………··……··

15．5相对光谱响应…………·

15．6照度和亮度计…………·

15．7数据处理………………·

15．8光度距离限值…·····…··

15．9运行条件………………·

15．10光度标准……···………·

16测角光度计测性质………·

16．1机械布局…·····………··

16．2角度编码………………-

16．3光度探头………………-

16．4光电性质和数据处理…·

参考文献………·""坞¨坞鸺坞增”均曲¨螬加加加加加加∞扎孔趴龃孔孔毖毖毖毖毖毖孙

Ⅱ

GB／T70—1987

26184--2010／CLE

前言

本标准等同采用CIE70一1987《绝对发光强度分布的测量方法》(英文版)。

本标准等同翻译CIE70一1987。

为便于使用，本标准做了下列编辑性修改；

a)。本技术报告”一词改为“本标准”；

b)用小数点“．”代替作为小数点的“，”；

c)删除CIE70一1987的前言。

本标准由中国轻工业联合会提出。

本标准由全国照明电器标准化技术委员会(SAC／TC224)归口。

本标准起草单位：国家电光源质量监督检验中心(北京)、杭州远方光电信息有限公司、上虞市产品

质量监督检验所、中国质量认证中心、北京电光源研究所。

本标准主要起草人：华树明、潘建根、余培铨、陈松、江姗。

本标准首次发布。

Ⅲ

70--1987

GB／T26184—2010／CIE

引言

本标准包含了发光强度分布测试需要用到的术语表。同时概括了发光强度分布测试的基本原则和

测试使用的探头的相应要求，描述了发光强度分布测试与复现时使用的坐标系统。从细节上讨论了发

光强度分布测试中涉及到的分布光度计的类型、角度编码的可行途径和数据处理。还包括了发光强度

分布测试中的其他事项如电源、测试条件、以及操作、修正与复现等。多个部分中包含了关于描述分布

光度计需要满足的特性的足够数据。

Ⅳ

26184—2010／cIE70--1987

GB／T

绝对发光强度分布的测量方法

1术语

1．1数量

1．1．1

发光强度luminousintensity

(某一个光源给定方向上的)发光强度I是发自此光源的在包含给定方向的立体角元内传播的光通

dO除以该立体角元dn的商。

I—d圣／dd2………………(1)

符号：I，I，

单位：坎德拉(符号：cd)

1．1．2

照度illuminance

表面上一点的照度E是照到包含此点在内的单元面积上的光通量dO除以该面元的面积dA的商。

E=d西／dA………………(2)

符号：E，E，

单位：勒克斯(符号：Ix)

1．1．3

亮度luminance

(给定方向上，光源或者接收器表面上一点或者光束光路上的一点的)亮度是发自、入射到或者经过

该点所处表面上单元dA且在给定方向上传播的光通量d2雪除以圆锥立体角和此面元在与给定方向垂

直的面上的正交投影面积dA之积的商。

，d2垂

05面■面Fi磊

e是法线与光束方向间的夹角。

符号：L，L。

单位：坎德拉每平方米(符号：cd-m-2)

1．2

ofluminousdistribution

光强分布表面surfaceintensity

光强分布表面是由从一个公共原点发出的所有半径矢量末端组成的表面，矢量半径的长度与光源

对应方向上的光强成比例。

1．3

distribution

光强分布曲线luminousintensity

(一个光源或者光设备的)光强分布睦线通常是极坐标曲线，此曲线可以代表在过光源的一个平面

内的光强，是从某个给定方向量起的角度的函数。

注：a)当一个光源具有对称的光强分布时，这个平面通常是子午面。

b)当参考方向是竖直方向时，角度是从竖直向下量起的。

】

70--1987

GB／T26184—20IO／CIE

1．4

等光强图isocandela

diagram

等光强图是由一系列等光强曲线组成的。它们是在一个以光源为中心的假想球上连接所有代表相

同光强方向的点组成的，或者说是一个此种曲线的投影。

1．5

fieldandinluminancemeas-

亮度测试的测试区域和测试区域角measuringmeasuring-fieldangle

llrements

亮度计的测量区域是外部空间中所有能够辐射到接受面并被探头感知和评估的点的总合，探头以

一个具有方向性的响应率，该响应率至少为其最大响应率的10％，对这些点的辐射进行感知和评估。

注：测量区域通常是圆形的。然而，其他固定形式或者可变形式也是可能的(比如，梯形的、长方形的、正方形的)。

测试区域角a是从测试平面上观察测试区域时表观上的角度。

1．6测试设备术语

1．6．1

光度计photometer

光度计是测量光度量的设备。

注：光度量是可以从辐射度量中以确定的转换关系(叠加原理、V(^)函数、光强单位的定义)导出的。

1．6．2

分布(角度)光度计goniophotometer

测角光度计是用来测量与角度相关的光度量的光度计。

注：测量空间光强分布的浏角光度计也叫做光强分布光度计。

测量空间光强分布的测角光度计通常包含一个用于安置并定位光源和光度计探头的机械设备和一个(或者更

多)通常是可移动的光度计探头，而光度计探头配有必要的转换器和制度装置，也有获取和处理数据的设备。

1．6．3

head

光度计探头photometer

光度计探头包含一个光敏探测器和一些对光进行光谱评估(比如，颜色滤光器)或者光谱分光(比

如，光栅)的装置。也可能包含对光进行方向评估的装置，比如散射窗、镜头和光圈。光敏感探测器将入

射光转换为电学量。

1．6．4

接收面area

acceptance

接收面是光度计探头接收并直接评估入射光的面。

1．7

centre(ofaorluminaire)

lamp

(光源或者灯具的)光度中心photometric

光源或者灯具的光度中心是一个可以对其使用光度距离定律的参考点(参见2．1)。对于光源而

言，光度中心对应为发光区域的中心。对于带有反射器的光源，光度中心取在出光口的中心。至于灯具

光中心的信息则包含在技术报告《灯具的光度测量》中。

注意：光强分布测试时，光源的光度中心应置于测角光度计的轴线交点上(几何中心)。

1．8

light

杂散光stray

杂散光是除了光源直射到光度计探头并被其评估的那部分光通量。

1．9

distance

限定光度测试距离limitingphotometric

受限光度距离是指允许的从光源到光度计探头间最小距离，在此距离下测试误差比允许误差小。

2

70—1987

GB／T26184—2010／cIE

2光强测试原理

光强测量可以通过测量照度并由光度距离定律的计算进行，也可以通过亮度积分进行。两种方法

都遵从光度学基本定律。

2．1光度测试距离定律

光度测试距离定律根据下面的公式对光强进行判断：

I—E·r2／(cos￡2·no)

式中：

卜一到接收区域方向上的光强；

E——接收区域上的照度；

R——从光源到接收区域的距离；

e。——入射角，相对接收区域发现方向而言；

偶——1球面度(单位立体角)。

数量亿是根据CIE词汇第四版(准备中)使用的，允许其作为可选项使用。对于是否需要使用儡

还没有达成完全的一致，可以将其等效省略或者用数字1替代。

式(4)仅适用于距离r超过限定的光度测试距离时。

测试误差取决于：

——光源最大尺寸；

——光源在空间和方向上的亮度分布；

——光度计探头接收区域的在空间和方向上的相应率。

注1：对于具有均一亮度(朗伯辐射体)的圆形发光区域和圆形的接收区域，限制光度距离r是两个区域中较大的直

径的10倍(5倍)。这种情形下，依据光度距离定律进行计算获得的轴向的光强I的误差小于0．5％(1％)，

注2：对于窄的光强分布，限制光度测试距离比适用于朗伯辐射体的值还要大。口’1。]

注3：根据式(4)进行光强计算时要确认，如果需要可通过不同的测试距离进行测试，测试距离超过限定的光度测试

距离。对于装有固定光度探头的测角光度计，如果测试距离小于限制光度距离的话，可以通过使用足够大的

反射镜来延长测试距离。由反射镜引起的光线偏振和反射镜的光谱反射率应加以考虑。

注4：当根据式(4)推导光强时，很重要的一点是需要通过在光源和光度计探头之间使用挡屏来对入射到光度计探

头的杂散光进行限制。所有从光度计探头处能够看到的光源背景部分都应漆成尽可能黑的颜色。光源与其

背景之间的距离应尽可能的大。(图1)

黑色背景I匿——I：：5◆

图1光强测试中杂散光的降低

2．2亮度积分

光强可以通过亮度积分的方法进行判断：

3

GB／T26184—2010／CIE70--1987

I—lL(61)·dAl·cos￡1………………(5)

J

(^1)

式中：

A，——发光面积；

dA。——发光面积元；

L(e，)——用于确定光强值的方向上面元dA，的亮度；

e，——面元dA，的出射角，即用于确定光强值方向与该面元法向之间的夹角。

3光度计探头的类型

根据用来确定光强所使用的理论关系[式(4)或式(5)]，在测角光度计中可以使用两种类型的光度

计探头。

3．1测量照度的光度计探头

根据式4进行光强判断时，应使用一个测量照度的光度计探头。这种光度计探头应满足下列

要求‘1．6]：

——相对光谱响应与V(A)函数有好的符合性(误差，1)；

——线性(误差f3)；

——低失真(误差，5)；

——环境温度的影响(温度系数a)；

——相对光度中心而言接收区域的立体角尽可能小。

CIE已经将关于误差，。到^以及照度计的归类的术语进行了编纂。

3．2亮度积分用的光度计探头

3．2．1结构

3．2．1．1带有镜头的光度计探头

使用镜头的亮度积分光度探头包含一个直径比光源要大的镜头(也称场镜)和一个置于处在镜头焦

就是：

………………(6)

a一2·arctan(a／2f)

式中：

厂一镜头的焦距；

口——测量区域边界的直径。

镜头(直径曲

接收区域或孔

(直径由

图2带有镜头的亮度积分测量光强的探头

通过镜头进行亮度积分的光度计探头所能测量的光源的最大直径D通过式(7)给出：

D=d—r·口／，………………(7)

式中：

D——允许的最大光源尺寸；

d—～镜头的直径；

r一光源和镜头之间的距离。

4

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GB／T26184—2010／CIE

当满足式(7)的条件和限制光度距离条件(将比率D／r限制到一个最大值)时，测试可以在任意的

光源和镜头间距离r下进行。

3．2．1．2带有平行定位的光学件的光度计探头

除了使用单个的镜头外，也可以用几个紧靠在一起的镜头。通过这种排列，可以对具有大的发光区

域的光源进行测量。

注意：带有平行光管的光度计探头也可以通过将各个镜头仅仅排列成直线。这种镜头列可以在一

个垂直于测量方向的平面内移动或倾斜，而在这个垂直方向上的亮度积分(求和)应以数值形式进行。

3．2．1．3带有光电管的光度计探头

亮度积分光度计探头也可由带有光收集设备的光电管，(具有y(^)响应)光电探测器并联构成。图

3给出了这种结构安排，其中光收集是通过一个固定在光电管后端效果类