JJ閩）1144-LEDCalibrationSpecificationforLED2023-07- 發(fā) 2023-10- 實(shí)JJF(JJF(閩)1144-CalibrationSpecificationforLED

JJF(歸口單位：主要起草單位：參加起草單位：宸鴻科技）有限公司本規(guī)范主要起草人參加起草人））） 引言????????????????????????????????

（1

（1

（1

（1LED

（1

（2

（2

（3

（3

（3

（3

（3

（3LED

（4

（4

（4

（5

（5

（6附錄 光譜輻射計(jì)校準(zhǔn)記錄（式樣

（7附錄 光譜輻射計(jì)校準(zhǔn)證書內(nèi)頁（式樣

（8附錄 測量結(jié)果的不確定度評定（示例

（9 JJF1071、JJF1001JJF1032—2005JJF1059.1。JJG213—2003）、JJG384—2002、JJF1501—2015LED、CIE127:2007LED測量方Measurement本規(guī)范為首次制定LED本規(guī)范適用于發(fā)光二極管（以下簡稱LED）測量用光譜輻射計(jì)波長、光度和顏色參數(shù)的校準(zhǔn)。LED球形光度計(jì)、LED光強(qiáng)計(jì)的校準(zhǔn)可參考本規(guī)范。本規(guī)范引用下列文件JJG213—2003分布（顏色）標(biāo)準(zhǔn)燈JJG384—2002光譜輻射照度標(biāo)準(zhǔn)燈JJF1501—2015LED單管校準(zhǔn)規(guī)范凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范；凡是不注日期的引用文件其最新版本（包括所有的修改單）適用于本規(guī)范。積分球幾何結(jié)構(gòu)sphereCIE127LED總光通量測量的積分球幾何結(jié)構(gòu)有4π（a）2π（兩種，4π幾何結(jié)構(gòu)適用于所有型式的LED，2π幾何結(jié)構(gòu)適用于沒有后向輻射的LED （b）2π幾何結(jié)圖 CIE127推薦的LED總光通量積分球測量示意LEDaveragedLEDluminousCIE127規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)條件下測得的LED發(fā)光強(qiáng)度值，LED管前端面和探測器有效接收面（100mm2）d為規(guī)定值CIEA（遠(yuǎn)場）：d316mm0.001sr。CIEB（近場）：d100mm0.01sr。圖 CIE127標(biāo)準(zhǔn)條件下LED平均發(fā)光強(qiáng)度測量示意LED測量用光譜輻射計(jì)（以下簡稱光譜輻射計(jì)）普遍應(yīng)用于測量小功率LED芯片、器件或單管的光譜輻射參數(shù)，其可在CIE127規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)條件下測量LED平均發(fā)光強(qiáng)度配積分球測量LED總光通量，還可測量波長、色品坐標(biāo)、相關(guān)色溫等。它主要由輸入光路部件（如測光積分球?qū)Ч饫w維透鏡等）單色儀輸出光路部件探測器及供電電源、輸出信號處理及讀數(shù)儀表等部分組成。3為典型的光譜輻射計(jì)結(jié)構(gòu)的示意圖。圖 典型的光譜輻射計(jì)結(jié)構(gòu)示意380nm～780nm波段，光譜帶寬不大于5波長掃描間隔不大于2.5nm，計(jì)量性能具體要求見表1表 光譜輻射計(jì)技術(shù)指 最大允許誤差波長±0.3LED平均發(fā)光強(qiáng)度總光通量色品坐標(biāo)相關(guān)色溫（白光LED光源下±300注：以上指標(biāo)不適用于合格性判別，僅供參考環(huán)境溫度：(23±3）℃，相對濕度：環(huán)境應(yīng)清潔，無腐蝕性氣體，周圍無影響儀器正常工作的粉塵、震動(dòng)或電磁場干擾。LED用于保持和傳遞LED管平均發(fā)光強(qiáng)度單位cd以及光通量單位lm量值的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器具包括紅綠藍(lán)白四種顏色每種顏色至少3支發(fā)光性能穩(wěn)定組成標(biāo)準(zhǔn)管組。LED單管應(yīng)符合JJF1501-2015《LED單管校準(zhǔn)規(guī)范》要求。鹵素標(biāo)準(zhǔn)燈的性能應(yīng)符合JJG384—2002《光譜輻射照度標(biāo)準(zhǔn)燈》的規(guī)定，JJG213—2003《分布（顏色）標(biāo)準(zhǔn)燈》的規(guī)定。低壓汞燈或汞氬燈等譜線燈一只采用直流穩(wěn)流電源，經(jīng)預(yù)熱后，10min內(nèi)輸出電流的變化應(yīng)小于0.02％?？刂茦?biāo)準(zhǔn)燈所用電測儀表準(zhǔn)確度等級應(yīng)不低于0.02級。光譜輻射計(jì)的外形結(jié)構(gòu)應(yīng)完好。接通電源，觀察儀器是否正常運(yùn)行。如客戶有要求校準(zhǔn)前按使用說明采用鹵素標(biāo)準(zhǔn)燈或標(biāo)準(zhǔn)LED單管對儀器進(jìn)行校正。取放、安裝和使用標(biāo)準(zhǔn)燈時(shí)，應(yīng)戴手套，不得用手直接接觸管殼。若管殼上有污跡，應(yīng)及時(shí)清除。根據(jù)被校光譜輻射計(jì)的波長范圍，點(diǎn)亮波長標(biāo)準(zhǔn)燈，測得標(biāo)準(zhǔn)燈的各特征波長，測量的特征波長數(shù)不少于3個(gè)，應(yīng)盡可能覆蓋可見光光譜范圍，將各測量結(jié)果與其標(biāo)準(zhǔn)值做比較，按式（1）計(jì)算出各特征波長點(diǎn)的示值誤差，取其中最大正值為波長示值誤差。式中Δλi—波長示值誤差，

Δλi=λi- λi—各特征波長測量值，λ0—相應(yīng)特征波長的標(biāo)準(zhǔn)值，nmLED在被校裝置內(nèi)分別點(diǎn)亮紅綠、藍(lán)、白四色標(biāo)準(zhǔn)LED單管，每種顏色各一支，測量各單管的LED平均發(fā)光強(qiáng)度，將各測量結(jié)果與其標(biāo)準(zhǔn)值做比較，按式（2）計(jì)算出各單管的LED平均發(fā)光強(qiáng)度示值誤差。ΔIi=Ii- 式中ΔIiLED平均發(fā)光強(qiáng)度示值誤差，IiLED平均發(fā)光強(qiáng)度測量值I0LED平均發(fā)光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，cd

=ΔIi× 式中

—各單管LED平均發(fā)光強(qiáng)度相對示值誤差在被校裝置內(nèi)分別點(diǎn)亮紅綠、藍(lán)、白四色標(biāo)準(zhǔn)LED單管，每種顏色各一支，測量各單管的總光通量，將各測量結(jié)果與其標(biāo)準(zhǔn)值做比較，按式（4）計(jì)算出各單管的總光通量示值誤差。式中

ΔΦi=Φi- ΔΦi—各單管的總光通量示值誤差，lΦi—各單管的總光通量測量值，lΦ0—相應(yīng)單管的總光通量標(biāo)準(zhǔn)值，lm按式（5）計(jì)算各單管的總光通量相對示值誤差式中

δΦi

i× δΦi—總光通量相對示值誤差在被校裝置內(nèi)分別點(diǎn)亮紅、綠、藍(lán)、白四色標(biāo)準(zhǔn)LED單管及標(biāo)準(zhǔn)鹵素?zé)?，每種顏色單管和鹵素?zé)舾饕恢?，測量各標(biāo)準(zhǔn)燈的色品坐標(biāo)值，將各測量結(jié)果與其標(biāo)準(zhǔn)值做比較按式（6）（7）計(jì)算出各標(biāo)準(zhǔn)燈的色品坐標(biāo)示值誤差。式中

Δxi=xi- Δxi—各標(biāo)準(zhǔn)燈的色品坐標(biāo)示值誤差xi—各標(biāo)準(zhǔn)燈的色品坐標(biāo)測量值x0—相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)燈的色品坐標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值Δyi=yi- 式中Δyi—各單管的色品坐標(biāo)示值誤差yi—各單管的色品坐標(biāo)測量值y0—相應(yīng)單管的色品坐標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值在被校裝置內(nèi)分別點(diǎn)亮白色標(biāo)準(zhǔn)LED單管及標(biāo)準(zhǔn)鹵素?zé)?，白色單管和鹵素?zé)舾饕恢?，測量各標(biāo)準(zhǔn)燈的相關(guān)色溫值，將各測量結(jié)果與其標(biāo)準(zhǔn)值做比較，按式（8）計(jì)算出各標(biāo)準(zhǔn)燈的相關(guān)色溫示值誤差。式中

ΔTi=Ti- ΔTi—各標(biāo)準(zhǔn)燈的相關(guān)色溫示值誤差Ti—各標(biāo)準(zhǔn)燈的相關(guān)色溫測量值T0—相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)燈的相關(guān)色溫標(biāo)準(zhǔn)值校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報(bào)告上反映，校準(zhǔn)證書數(shù)據(jù)頁格式見附錄B。校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報(bào)告應(yīng)至少包括以下信息：標(biāo)題，如“校準(zhǔn)證書”或“校準(zhǔn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)室名稱和地址進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)證書編號、頁碼及總頁數(shù)送校單位的名稱和地址送校樣品的名稱、制造廠、型號、規(guī)格及編號校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范名稱及代號本次校準(zhǔn)所用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的名稱、溯源性及有效性校準(zhǔn)環(huán)境的溫度、相對濕度校準(zhǔn)項(xiàng)目結(jié)果及其測量不確定度的說明校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報(bào)告人的簽名、核驗(yàn)人簽名、批準(zhǔn)人簽名及簽發(fā)日期校準(zhǔn)結(jié)果僅對被校樣品的有效性聲明未經(jīng)實(shí)驗(yàn)室書面批準(zhǔn)，不得部分復(fù)制證書或報(bào)告的聲明光譜輻射計(jì)的復(fù)校時(shí)間間隔建議為1年。使用者可根據(jù)實(shí)際的使用情況，自主決定復(fù)校時(shí)間間隔。附錄光譜輻射計(jì)校準(zhǔn)記錄（式樣送校單位樣品名稱溫度相對濕度單位地址型號規(guī)格生產(chǎn)廠家儀器編號技術(shù)依據(jù)證書編號校準(zhǔn)使用的主要儀器設(shè)備 測量范圍不確定度/準(zhǔn)確度等級/最大允許誤差證書編號證書有效期校日 校準(zhǔn)員核驗(yàn)員備注校校準(zhǔn)項(xiàng) 外觀檢波長示值誤差波長標(biāo)準(zhǔn)值測量值LED平均發(fā)光強(qiáng)度相對示值誤差CIE標(biāo)準(zhǔn)條件（d=316LED標(biāo)準(zhǔn)值測量值相對示值誤差CIE標(biāo)準(zhǔn)條件（d=100標(biāo)準(zhǔn)值測量值相對示值誤差總光通量相對示值誤差LED標(biāo)準(zhǔn)值測量值相對示值誤差色品坐標(biāo)示值誤差標(biāo)準(zhǔn)燈鹵素?zé)魳?biāo)準(zhǔn)值測量值標(biāo)準(zhǔn)值測量值相關(guān)色溫示值誤差標(biāo)準(zhǔn)值鹵素?zé)魳?biāo)準(zhǔn)值測量值測量值附錄光譜輻射計(jì)校準(zhǔn)證書內(nèi)頁（式樣 不確定度波長示值誤差U(λ)LED平均發(fā)光強(qiáng)度相對示值誤差（%）CIE標(biāo)準(zhǔn)條件A（d=316CIE標(biāo)準(zhǔn)條件B（d=100總光通量相對示值誤差色品坐標(biāo)示值誤差U(x)=相關(guān)色溫示值誤差附錄測量結(jié)果的不確定度評定（示例本附錄對采用譜線燈校準(zhǔn)LED測量用光譜分析儀波長示值誤差參數(shù)的測量結(jié)果不確定度評定進(jìn)行實(shí)例分析。按照本校準(zhǔn)規(guī)范的要求和步驟，用譜線燈對LED測量用光譜分析儀進(jìn)行校準(zhǔn)，取波長示值誤差值作為測量結(jié)果。Δλ=λm- 式中Δλ—波長示值誤差λm—波長測量值λ0—波長標(biāo)準(zhǔn)值由于譜線燈為自然基準(zhǔn)，λ0u（λ0）=0，故測量結(jié)果不確定度u（Δλ）的來源主要是測量儀器的示值的不確定度，即測量重復(fù)性引入的不確定度u（λm）。除此之外還應(yīng)該考慮譜線強(qiáng)度相對漂移量及空氣折射率變動(dòng)對測量結(jié)果的影響。用被校光譜輻射計(jì)對譜線燈進(jìn)行10次獨(dú)立重復(fù)測量，以校準(zhǔn)點(diǎn)404.66為例，測C.1.1所示根據(jù)貝塞爾公式計(jì)算單次測得值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差。s（λ）=

（移

-λ

n-

i=u（λm）=s（λm）≈0.071 表 重復(fù)性測量數(shù)據(jù)（單位：校準(zhǔn)點(diǎn) 平均值標(biāo)準(zhǔn)偏差常見光譜輻射計(jì)在波長校準(zhǔn)模式下分辨率為0.01nm譜線燈譜線強(qiáng)度相對漂移量ΔI譜線燈譜線強(qiáng)度相對漂移量會影響到峰值波長的判讀，假定測量速度較慢，引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度估計(jì)為：u（λI）=0.002 譜線燈用于量傳時(shí)大氣溫度，濕度和壓力會有所差異（大氣溫度、濕度、壓力和空氣折射率的關(guān)系可參見Edlén公式）其引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度估計(jì)為：u（λa）=0.002 由于各標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量不相關(guān)，故合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為uc=姨

+u（λm）+u（λa

=0.072 k=2，故擴(kuò)展不確定度為U=kuc=0.144 校準(zhǔn)結(jié)果及其不確定度的報(bào)告波長示值誤差的擴(kuò)展不確定度為：U=0.15nm LED對采用標(biāo)準(zhǔn)LED單管校準(zhǔn)LED測量用光譜分析儀平均發(fā)光強(qiáng)度示值誤差參數(shù)的測量結(jié)果不確定度評定進(jìn)行實(shí)例分析。按照本校準(zhǔn)規(guī)范的要求和步驟，用標(biāo)準(zhǔn)LED單管對LED測量用光譜分析儀進(jìn)行校準(zhǔn)，取平均發(fā)光強(qiáng)度示值誤差值作為測量結(jié)果。 測量模型測量模型式中

ΔI=Im- ΔI—平均發(fā)光強(qiáng)度測量示值誤差I(lǐng)m—平均發(fā)光強(qiáng)度測量平均值I0—平均發(fā)光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值用被校光譜輻射計(jì)對標(biāo)準(zhǔn)LED單管進(jìn)行10次獨(dú)立重復(fù)測量，以白光LED單管為例，測量數(shù)據(jù)如表C.2.1所示。根據(jù)貝塞爾公式計(jì)算單次測得值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差s（I） n-

移i=

-I

u（m）

× 表 重復(fù)性測量數(shù)據(jù)（單位：校準(zhǔn)點(diǎn) 平均值標(biāo)準(zhǔn)偏差標(biāo)準(zhǔn)LEDLED3.0%k=2LED單管上級溯源引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度估計(jì)為：u（I）

= 電測系統(tǒng)供給LED管的電流與真實(shí)值有一定差異，估計(jì)最大差異可達(dá)0.1%，認(rèn)為服從均勻分布，u（A） 姨

≈0.0577%，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，1%導(dǎo)致光度的變化6%，則電測系統(tǒng)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度估計(jì)為u（IA）=6×u（A）=6×0.0577%≈ 由于各標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量不相關(guān)，故合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為uc（I）

u（Im)+u（Ic)+u（IA

k=2，故擴(kuò)展不確定度為 平均發(fā)光強(qiáng)度示值誤差的相對擴(kuò)展不確定度為 （k LEDLEDLED測量用光譜分析儀總光通量示值誤差參數(shù)的測量結(jié)果不確定度評定進(jìn)行實(shí)例分析。按照本校準(zhǔn)規(guī)范的要求和步驟，用標(biāo)準(zhǔn)LED單管對LED測量用光譜分析儀進(jìn)行校準(zhǔn)，取總光通量示值誤差值作為測量結(jié)果。 測量模型建立測量模型式中

ΔΦ=Φm- ΔΦ—總光通量測量示值誤差；Φm—總光通量測量平均值；Φ0—總光通量標(biāo)準(zhǔn)值。用被校光譜輻射計(jì)對標(biāo)準(zhǔn)LED單管進(jìn)行10次獨(dú)立重復(fù)測量，以白光LED單管為例，測量數(shù)據(jù)如表C.3.1所示。根據(jù)貝塞爾公式計(jì)算單次測得值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差。s（Φ） n-

i=

-Φ

u（Φ）

×100%≈ 表 重復(fù)性測量數(shù)據(jù)（單位：校準(zhǔn)點(diǎn) 平均值標(biāo)準(zhǔn)偏差標(biāo)準(zhǔn)LEDLED2.5%k=2LED單管上級溯源引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度估計(jì)為：u（Φ）

= 電測系統(tǒng)供給LED管的電流與真實(shí)值有一定差異，估計(jì)最大差異可達(dá)0.1%，認(rèn)為服從均勻分布，u（A） 姨

≈0.0577%，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，1%導(dǎo)致光度的變化為6%，則電測系統(tǒng)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度估計(jì)為u（ΦA(chǔ)）=6×u（A）=6×0.0577% 由于各標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量不相關(guān)，故合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為 uc（I） u（Φm）+u（Φc）+k=2，故擴(kuò)展不確定度為

≈ U=kuc= 總光通量示值誤差的相對擴(kuò)展不確定度為U= （k LED對采用標(biāo)準(zhǔn)LED單管校準(zhǔn)LED測量用光譜分析儀色品坐標(biāo)示值誤差參數(shù)的測量結(jié)果不確定度評定進(jìn)行實(shí)例分析。按照本校準(zhǔn)規(guī)范的要求和步驟，用標(biāo)準(zhǔn)LED單管對LED測量用光譜分析儀進(jìn)行校準(zhǔn)，取色品坐標(biāo)示值誤差值作為測量結(jié)果。 測量模型測量模型式中

Δx=xm- ΔX——色品坐標(biāo)測量示值誤差xm—色品坐標(biāo)測量平均值x0—色品坐標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值用被校光譜輻射計(jì)對標(biāo)準(zhǔn)LED單管進(jìn)行10次獨(dú)立重復(fù)測量，以白光LED單管為例，測量數(shù)據(jù)如表C.4.1所示。根據(jù)貝塞爾公式計(jì)算單次測得值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差。 n-

移i=

-x

u（xm）= 表 重復(fù)性測量數(shù)據(jù)（單位：校