光通量測量球形光度計照度積分法一、積分球理論理想積分球：（1）積分球內(nèi)部為一完整的理想幾何體；（2）球內(nèi)壁為中性各向同性漫反射面，處處反射率相等；（3）球內(nèi)不存在其他物體，包括光源（光源被假想為理想的點光源）；積分球參數(shù)：半徑r、反射比ρ、總光通量Φ。朗伯面的總光通量（復(fù)習(xí)）I0SθdθIθ理論計算點光源S發(fā)出的光照射到面元dA，照度為E，反射出來的光通量是ρ*E。因為是漫反射面，所以亮度為L=ρ*E/πααABSA處的反射光在點B處的照度為而AB=2rcosα，代入再代入L，對上式進(jìn)行積分同理可得：所以其中，被稱為等價透過系數(shù)。結(jié)論：反射照度和總光通量成正比。如有一標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量Φs為已知，可用積分球測出其照度Es和待測燈具照度Et，可求出待測燈具總光通量。

Φt=Φs*Et/Es二、球形光度計積分球（烏布利希球）：（1）球體：曲率半徑處處相等，密閉性好；（2）窗口：直徑20mm～40mm（和積分球具體半徑有關(guān)）。（3）安裝：標(biāo)準(zhǔn)燈和待測燈都安裝在球心位置或者球壁上。（4）擋屏：在燈具和窗口之間應(yīng)加一塊擋屏，避免燈光直射窗口。擋屏以剛好把射向窗口的光線擋住為準(zhǔn)。（5）涂料：硫酸鋇（6）光度計：和光強(qiáng)探測器相同。曲率半徑：和曲線內(nèi)某一點相切的最大圓的半徑就是曲線在該切點的曲率半徑。曲率半徑可以用來描述曲線在某個位置的彎曲程度。r1r2球的直徑大于待測光源線度的6～10倍。常見積分球半徑：1m。小積分球半徑：

60mm～0.1m。NIST：直徑2.5m。50mm的積分球基本不可用。V（λ）濾光器：讓光度計的光電特性曲線符合人眼視覺靈敏度曲線。安裝：燈具一般安裝在球心位置，可以使得不均勻性降到最小。擋屏：擋屏距離球心距離為1/3～1/2半徑。擋屏大小可由幾何作圖法求得。設(shè)光源的最大尺寸為2b,窗口的直徑為2a,擋屏距離球心距離為1/3r，擋屏的半徑為d可由下圖求出硫酸鋇：化學(xué)穩(wěn)定性好，不易變色或玷污，光譜選擇性少。反射率0.89。熱負(fù)荷小于160W/m2

2KW～2m。摻雜：藍(lán)色染料。ρ(λ)ρ(λ)1-ρ(λ)測量步驟①把標(biāo)準(zhǔn)燈裝在球心點燃5～10分鐘,記下光電流ms后,把電源關(guān)掉,取下標(biāo)燈；②裝上待測燈點燃5～15分鐘待其穩(wěn)定后,記下光電流mx、P燈（U燈、I燈）③據(jù)Φx=(is/ix)·Φs計算出燈的總光通量。（注：應(yīng)加入修正參數(shù)后計算，且需要多次測量求平均值）積分球測量圖示三、校正1.光分布修正：用分布光度計精確測量其總光通量，和積分球測量結(jié)果比較可以得到修正參數(shù)。2.光譜失配修正：目的是為了讓光度計的光譜特性符合人眼明亮度視覺特性。3.光度計響應(yīng)穩(wěn)定度修正：光電儀器響應(yīng)參數(shù)隨時間變化時需要進(jìn)行修正。4.自吸收校正：燈具自身對發(fā)出的光的吸收（不管是發(fā)光部分還是不放光部分都會吸收）。自吸收校正方式輔助燈（點燃）擋屏擋屏探測器未裝待測燈具輔助燈（點燃）擋屏探測器裝上待測燈具（不點燃）擋屏讀數(shù)：m0讀數(shù)：m燈輔助燈：和待測燈具具有相同光譜分布的燈（最好和待測燈具是同一類型的燈具）。兩次測量的讀數(shù)分別為m0、m燈。則吸收修正參數(shù)為

α＝m0/m燈所以測量結(jié)果

進(jìn)一步修正實驗一：在積分球內(nèi)不同位置放置待測燈具，并測量光通量。LED燈具探測器窗口擋屏12345位置光通量11.07521.07731.07641.07651.078陰影實驗結(jié)論：自吸收與燈具位置基本無關(guān)實驗二、不同尺寸的影響LED類型總光通量影響放置LED不放LED?3mm0.7310.7624.24%?5mm1.0771.1126.25%?8mm1.7511.9249.88%結(jié)論：LED燈具越大，自吸收效應(yīng)越大。實驗三、積分球尺寸影響積分球尺寸影響?70mm9.88％?100mm6.1％?0.5m0.3％結(jié)論：積分球尺寸越大，自吸收影響越小60～100mm積分球校正方法使用輔助LED（和待測LED同一型號）工作原理：點燃一支和點燃兩支光通量Φ0以及一支LED的吸收Φs和兩只LED的吸收有所差異，可用加減法求得。一個輔助燈：Φ1＝Φ0－Φs；Φ2＝Φ0－2Φs所以Φ0＝？兩個輔助燈：Φ1＝Φ0－3Φs；Φ2＝2Φ0－3Φs所以Φ0＝？照度積分法工作原理：由光通量定義有:故只要測出在△A面積上的光照度E,再乘以△A,即可求得點光源在單位立體角內(nèi)光通量的大小。設(shè)想一閉合球面包圍光源,將球面分割成若干面積元S1、S2、S3……測出各個面積元上所對應(yīng)的照度為E1、E2、E3……求出各個面元上的光通量為E1S1、E2S2、E3S3……

再求和即可得到總的光通量為：

即為分布光度計的工作原理每個球帶的面積為:

總光通量為：常見劃分面元（球帶）方法有：等間隔法、等立體角法。

再求和即可得到總的光通量為：

即為分布光度計的工作原理每個球帶的面積為:

總光通量為：常見劃分面元（球帶）方法有：等間隔法、等立體角法。1.等角度系數(shù)法以等角度的方法分割球面，所得到的球帶寬度相等而面積不等。第一條球帶（球冠）的面積為：

第二條球帶的面積為：

第i條球帶的面積為：

則總的光通量為：

Ei計算方法:①

為球帶系數(shù):可每隔或進(jìn)行分度,先將球帶系數(shù)計算出來(一般以或進(jìn)行分度)②照度可用照度計在位置測量出照度,

稱為的平均照度;也可分別測量θi-1和θi處的照度Ei-1和Ei,再求兩者的平均值即作為平均照度

以上求法光源光強(qiáng)分布為軸對稱的,不對稱則可適當(dāng)繞垂直軸轉(zhuǎn)動被測光源,分別測定相應(yīng)的光照度，再計算總光通量）等角度法的缺陷：球帶面積不同,球帶面積大,

的球冠面積最小,測量誤差大，計算復(fù)雜。2.等立體角法：等立體角法要求劃分出的球帶立體角相等，也就是面積相等。將閉合球面分成N等份,則每個球帶的面積為：

則通過第i條球帶的光通量為EiSi，故總的光通量為：

Ei計算方法:①將每個球帶再分成兩等份,在等分線上測量球帶的照度,作為每個球帶的平均照度.關(guān)鍵在求等分角α②求測量方向角α(平分線角度)：第i個球帶的面積為：分布光度計實例類型一測LED產(chǎn)品繞其自身水平軸和垂直軸旋轉(zhuǎn)，而光度探測器保持靜止在該分布光度計中，