實(shí)驗(yàn)7LED光強(qiáng)分布測(cè)試實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私夂驼莆誏ED光強(qiáng)分布的測(cè)試原理；掌握LED光強(qiáng)分布測(cè)試基本操作和數(shù)據(jù)處理方法；學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)符合某種要求的配光曲線。二、儀器用具LED520LED光強(qiáng)分布測(cè)試儀，電腦，直插式LED燈若干個(gè)三、實(shí)驗(yàn)原理基于LED各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的實(shí)際需求，LED的測(cè)試需要包含多方面的內(nèi)容，包括：電特性、光特性、開關(guān)特性、顏色特性、熱學(xué)特性、可靠性等。類似于其它光源，LED光特性的測(cè)試主要包括光通量和發(fā)光效率、輻射通量和輻射效率、光強(qiáng)和光強(qiáng)分布特性和光譜參數(shù)等。光強(qiáng)的定義為:單位立體角光源輻射出去的光通量。點(diǎn)光源光強(qiáng)在空間各方向均勻分布，在不同距離處用不同接收孔徑的探測(cè)器接收得到的測(cè)試結(jié)果都不會(huì)改變，但是LED由于其光強(qiáng)分布的不一致使得測(cè)試結(jié)果隨測(cè)試距離和探測(cè)器孔徑變化。LED燈在行內(nèi)的光強(qiáng)測(cè)試才具有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。在光強(qiáng)測(cè)試系統(tǒng)中，測(cè)量是通過轉(zhuǎn)動(dòng)LED的垂直轉(zhuǎn)軸并且探頭保持不動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)榇怪鞭D(zhuǎn)軸通過LED的光學(xué)中心，所以這就相對(duì)于探頭繞著LED在離LED一定距離的球面上作圓周運(yùn)動(dòng)（圖7-3）。圖7-3圖7-3LED光強(qiáng)分布測(cè)試原理圖根據(jù)光度學(xué)相關(guān)知識(shí)可以知道，照度和光強(qiáng)的關(guān)系可以由下式來(lái)表示:（7-1）Icos0（7-1）E=r2式中：E為照度，I為光強(qiáng)，r為光源到光接收面的距離，。為光束中心與光接收面法線的夾角。在本系統(tǒng)中，。始終為0，所以cos。始終為1，由此可以推導(dǎo)出公式：E=—（7-2）r2因此，（7-3）照度值E由儀器測(cè)出，光源到探頭的距離r由用戶按規(guī)定條件設(shè)定，那么光強(qiáng)值也就得到了。本系統(tǒng)測(cè)試的另一個(gè)參數(shù)等效光通量中是在假設(shè)LED的發(fā)光特性在同一環(huán)帶上是各向同性的前提下通過光強(qiáng)對(duì)立體角的積分來(lái)得到的，即將測(cè)試平面內(nèi)（X平面）兩個(gè)與光軸夾角相等的測(cè)試點(diǎn)光強(qiáng)值作算術(shù)平均后得到一條X平面內(nèi)的光強(qiáng)分布曲線（關(guān)于光軸對(duì)稱），見圖7-4。然后將這條曲線繞光軸旋轉(zhuǎn)180°得到LED在整個(gè)空間的光強(qiáng)分布。計(jì)算公式如下式所示：（7-4）式中，匕?為兩個(gè)與光軸夾角相等的測(cè)試點(diǎn)光強(qiáng)的算術(shù)平均值，Qi為同緯度環(huán)帶立體角。即，假想一個(gè)以LED光學(xué)中心為球心、LED光軸為極軸、測(cè)試距離為r半徑的球面，把光強(qiáng)分布曲線測(cè)試點(diǎn)的光強(qiáng)等效成球面上同緯度環(huán)帶的平均值。-90°90°圖7-4X平面內(nèi)光強(qiáng)分布及等角度環(huán)帶圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求光強(qiáng)分布測(cè)試步驟和內(nèi)容：（1）判斷直插式LED燈是正負(fù)引腳（長(zhǎng)腳為正極，短腳為負(fù)極）。（2）將LED燈安裝到燈座上。安裝時(shí)，一邊扶住燈座，一邊將LED引腳插入燈座的引腳插入孔內(nèi)，請(qǐng)注意LED極性（燈座臺(tái)的左插口為正極，右插口為負(fù)極）。（3）調(diào)整的探頭位置（4）打開電腦桌面快捷方式的“LEDitesvl.00700”軟件。進(jìn)入軟件窗口，如圖7-6所示。（5）初步測(cè)試（燈座的罩殼不蓋上）操作方法：（a）選擇“文件”菜單，單擊“新建”，在彈出如下的對(duì)話框中，選擇光強(qiáng)分布測(cè)試，按確定。

在彈出如下的對(duì)話框中，選擇按CIE條件A（遠(yuǎn)場(chǎng)），其它參數(shù)系統(tǒng)設(shè)定，不需要改變。圖7-8選項(xiàng)卡（b）選擇“操作”菜單中的“點(diǎn)亮”選項(xiàng)，把LED燈點(diǎn)亮起來(lái)，然后選擇“操作”菜單中“測(cè)試”這時(shí)候，軟件會(huì)自動(dòng)關(guān)閉（系統(tǒng)安裝出現(xiàn)的問題，可以不必理會(huì)）。（6）正式測(cè)試操作方法：（a）蓋上LED燈座的罩殼，重新打開軟件；（b）按照上面初步測(cè)試的步驟，重新測(cè)試一次（c）測(cè)試完畢后會(huì)出現(xiàn)圖7-9的界面；最后，導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。（7）換下另一種類型的LED燈，重復(fù)步驟（1）-（6）。

圖7-9光強(qiáng)測(cè)試界面實(shí)驗(yàn)要求測(cè)試和分析至少三種不同形狀LED燈的光強(qiáng)分布特點(diǎn)，總結(jié)出規(guī)律。利用導(dǎo)出的原始數(shù)據(jù)和相關(guān)數(shù)據(jù)處理軟件，重新畫出LED光強(qiáng)分布的極坐標(biāo)圖。實(shí)驗(yàn)報(bào)告嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的格式完成。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：C165-345(mcd)49.50EG4&.QDEG42.5DEG39.0DEG35.5DEG49.50EG4&.QDEG42.5DEG39.0DEG35.5DEG32.0DEG2B.5DEG25.ODEG21.5DEG1S.0DEG14.5DEG-4S.5DEG-45.0DEG-41.5DEG-3S.0DEG-34.5DEG-31.0DEG-27.5DEG-24.0DEG-20.5DEG-17.0DEG-13.5DEGG77.5DEG■765DEG74.0DEGr*1n-73.0DEG70.5DEG120-B9.5DEG67.0DEG100-66.0DEG63.5DEG-62.5DEG60.0DEGso-59.0DEG56.5DEG-55.5DEG5MDEG40-52.0DEG五、思考問題在光強(qiáng)分布測(cè)試中，如何通過導(dǎo)出的數(shù)據(jù)畫出三維光強(qiáng)分布圖？答：通過測(cè)試可以得到多個(gè)平面的光強(qiáng)分布極坐標(biāo)圖，如C0-180、C15-195、C30-210等平面，在把這些平面的極坐標(biāo)原點(diǎn)、坐標(biāo)軸重合在一起可以得到一個(gè)籠狀的三維立體圖，再擬合各條曲線之間的空隙就可以得到了。在相同的LED燈的光強(qiáng)分布測(cè)試中，選擇遠(yuǎn)場(chǎng)或者近場(chǎng)測(cè)試，其測(cè)試結(jié)果有什么區(qū)別？在什么情況下該采用哪種測(cè)試模式比較合適？答：遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試適合大功率LED，近場(chǎng)測(cè)試適合小功率LED。因?yàn)樾」β蔐ED采用遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試，會(huì)使測(cè)試的曲線過小，大功率LED用近場(chǎng)測(cè)試則會(huì)使光強(qiáng)過大