JJG-213-2003.pdf
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1、中华人民共和国国家计量检定规程 J J G 2 1 3 -2 0 0 3 分布 ( 颜色)温度标准灯 S t a n d a r d L a m p s f o r D i s t r i b u t i o n ( C o l o u r ) T e m p e r a t u r e 2 C 0 3 一 0 5 一1 2发布 2 0 0 3一1 1一1 2实施 国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局发 布 J J G 2 1 3 -2 0 0 3 、心.心.。.洲 分布 ( 颜色)温度标准灯 检定规程 V e r i fi c a t i o n R e g u l a t i o
2、 n o f J J G 2 1 3 -2 0 0 3 代替 J J G 2 1 3 -1 9 9 0 St a nda r d L f o r Di s t r i b u t i o n ( C o l o u r ) T e m p e r a t u r e 本规程经国家质量监督检验检疫总局于 2 0 0 3年 0 5 月 1 2日批准,并 自 2 0 0 3 年 1 1 月 1 2日起施行。 归口单位 :全国光学计量技术委员会 起草单位 :中国测试技术研究院 本规程委托全国光学计量技术委员会负责解释 J J G 2 1 3 - 2 0 0 3 本规程主要起草人 : 张艳华 谢兴尧 (
3、 中国测试技术研究院) ( 中国测试技术研究院) J J G 2 1 3 -2 0 0 3 目录 1 适用范围 ( 1 ) 2 引用文献 , , , , , , , , , , , - , , , , , , , , 一( 1 ) 3 术语 , ( 1 ) 3 . 1 光源的 仁 光谱分布温度 , , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .( 1 ) 3 . 2 光源的 颜色温度 , 一( 1 ) 4 概述 , , , , ( 1 ) 5 计量性能要求 , 。 , 。 一( 2 ) 5 . 1 标准灯的 光电参数 , , ( 2 ) 5 . 2 标准灯的
4、年 稳定性 , 。 。 。 ( 2 ) 5 . 3 标准灯的 不确定度 ( 2 ) 6 通用技术要求 , , , ( 2 ) 6 . 1 外观要求 一( 2 ) 6 . 2 标记 4 , , , 一( 3 ) 6 . 3 包装 , 。 , 一( 3 ) 7 计量器具控制 , , ( 3 ) 7 . 1 检定条件 , , , 一( 3 ) 7 . 2 检定项目 ( 6 ) 7 . 3 检定方法 , “ , , , , , , , , , , 。 】 , , ( 6 ) 7 . 4 检定结果的处理 , ( 1 0 ) 7 . 5 检定周期 , , , ( 1 0 ) 附录 A 最佳直线斜率的计算方
5、法 , 一( 1 1 ) 附录 B 计算光源分布温度的一般公式 , ( 1 2 ) 附录C 检定证书格式 , , , 。 , ( 1 3 ) 附录 D 不确定度分析用光电分布温度比较仪检定 ( 1 4 ) 附录 E 不确定度分析用光谱辐射照度测量装置检定 , 一( 1 6 ) J J G 2 1 3 - 2 0 0 3 分布 ( 颜色 )温度标准灯检定规程 适用范 围 本规程适用于分布 ( 颜色)温度标准灯的首次检定 、后续检定和使用中的检验。 2 引用 文献 G B 5 7 0 2 -1 9 8 5 光源显色性评价方法 引用时,应注意使用上述文献的现行有效版本。 3术语 3 . 1 光源的
6、光谱分布温度 在某一波长范围 以, 久 : 内, 如果光源发 射的辐射与某一温 度下黑体的 辐射具有 最接近的光谱功率分布, 那么此时黑体的绝对温度就定义为该光源在该波长范围 a , A 2 内的光谱分布温度, 简称分布温度。 计算步 骤及公式见附录C o 3 . 2 光源的颜色温度 如果一个光源发射光的色品与某一温度下黑体的色品相同 ( 匹配) ,那么此时黑体 的绝对温度就叫作该光源的颜色温度 ,简称色温。 4 概述 分布 ( 颜色)温度标准灯是用来保存和复现分布温度量值,进而复现可见波长范围 内光源相对光谱功率分布标准的计量器具。它是按一定技术条件专门制作的,发光性能 稳定的,具有无色泡壳
7、的白炽钨丝灯和石英泡壳澳钨灯 ( 以下简称标准灯) 。在点燃后, 它发射从紫外到红外波长范围内的连续光谱 ,其可见波长范围 ( 3 8 0 - 7 8 0 ) n m内的相对 光谱功率分布 ,与某一温度下黑体的分布非常近似。 由它们的定义可知,光源的分布温度和颜色温度在概念上有很大区别,在数值上也 不一定相同。但对于相对光谱功率分布与黑体相同的光源,它的色温值在数值上就等于 可见波长范围内的分布温度值;对光谱功率分布与黑体相近的光源,如白炽钨灯 ,它的 色温值与可见波长范围内的分布温度值相差很小,在通常的测量误差范围内,可认为是 相 同的。 另一方面,对一般白炽光源而言,不同波长范围内的分布温
8、度值也不相同,在本规 程中除非另有说明,均是指可见波长范围内的分布温度。 由于标准灯在发光时,灯丝各部分的温度不完全相同,本规程所讲的分布温度均是 指灯丝各部分的辐射在测光方向上均匀混合后所复现的分布温度。 在正常工作温度范围内, 标准灯灯电流 T 与对应分布温度值 T , 的变化关系, 可用 下式表示 : .lJ G 2 1 3 一 2 0 0 3 1 , 一1 。 =B ( T d 一T 、 ) +C ( T d 一T 。 ) ( 1 ) 式中: 八 。 参考点的分布温度值,K; 1 。 对应于该参考点的灯电流值,A ; B 标准灯的线性项系数, A/K ; C 标准灯的二次项系数,A/r
9、。 对澳钨灯,系数 C的值很小,因而二次项的值也很小 ,即可简化为近似的线性关 5 计量性 能要求 5 . 1 标准灯的光电参数 分布温度标准灯的光电参数应符合表 1 的规定。 表1 型号 额 定 分 布 温 度 一 一额 定 电 压 一 额定 电流 / A 一 发光强度 / 。 d 备注 B D Q一3 2 8 5 6 一 3 6一1 . 6 一 9 0 充气钨丝灯 B D Q一7 2 8 5 69 22 94 5 0 充 气钨丝灯 一 B D Q一8 l 2 8 5 61 0 06 . 31 1 0 0充气 钨丝灯 B FZ 3 2 0 01 0 05 O15 0 0 石英澳钨灯 5 .
10、2 标准灯的年稳定性 B D Q型标准灯,在 28 56 K点,分布温度的年变化量:一级不超过 6K; 二级不超 过 1 0K 。 B F z型标准灯,在 3 2 00 K点,分布温度的年变化量: 一 级不超过 10 K ;二级不超 过 1 5K。 5 . 3 标准灯的不确定度 各级标准灯总的 扩展不确定度 ( p = 。 9 9 ) 、 检定中 使用上一级标准灯的级别应符合 表 2中的规定。 表2单位:K 被检灯 级别 各级灯总的扩展不确定度 ( 单只灯, p 二 0 . 9 9) 检定用上一级 标准灯的级别 2C 4 223 5 328 5 63 2 ( 又 一级8l 0l 52 0 工作
11、基 准 二级l 0l 2l 82 5 一级 6 通用技术要求 6 . 1 外观要求 J J G 2 1 3 - 2 0 0 3 标准灯按规定条件老化后,玻壳应无色,其 工作面无明显反碱、发雾、波纹、气 泡、砂粒 、擦伤等缺陷;灯丝与挂勾及电极的连接要牢固,且不应有明显弯曲,灯头与 玻壳的固定要牢固,导丝电极应牢固地焊接在灯头上。 6 . 2 标记 标准灯应用刻蚀方法标明其型号及出厂编号。 6 . 3 包装 标准灯应用专门的灯盒包装存放,并在灯盒上标明标准灯的名称 、型号、出厂编号 及生产厂家 ( 公司)等。 7 计量器具控制 7 . 1 检定条件 7 . 1 . 1 基本检定设备 7 . 1
12、. 1 . 1 分布温度标准灯组 检定用上一级标准灯,不少于 3 只,并配备同型号的标准灯一只用作比较灯。 7 . 1 . 1 . 2 标准灯的电源 见表 3 。采用直流稳定电源 ( 稳流,稳压)或电子交流稳压电源,经预热后,0 . 5h 输出电压的变化 :直流电源应小于 0 . 0 3 %;交流电源应小于 0 . 3 % o 表3 标准灯级别电源 电测仪表及准确度备注 一级 直流稳流 ( 稳压)电源 直流数字电压表 不低于0 . 0 2级 控电流 二级 直流稳流 ( 稳压)电源 或电子交流稳压电源 直流数字电压表或 交直流电流 ( 压)表 不低于 0 . 2 级 控电流 7 . 1 . 1
13、. 3 标准灯的电测仪表 采用直流数字电压表或交直流两用电流 ( 压)表。电测仪表及有关配套设备均应按 规定定期送检合格 7 . 1 . 2 专用检定设备 专用检定设备主要有两种 :光谱辐射照度测量装置和光电分布温度比较仪。可采用 其中一种或类似其 中一种 的设备进行检定,但其性 能应 符合本规程 的有关规定。 7 . 1 . 2 . 1 光谱辐射照度测量装置 ( 如图 1 ) 1 )构成 主要由输人光路部件 、单色仪、探测器、直流高压电源、示数仪表 、导轨及其附件 等组成。 输人光路部件包括导轨、孔径光阑、漫反射白板 ( 或漫射积分球)及支撑转台消色 差正透镜。单色仪工作波长范围不窄于 (
14、3 8 0 - 7 8 0 ) n m;波长重复性优于 , 0 . 2 n m;波 J J G 2 1 3 - 2 创日 图 1 光谱辐射照度测量装置示例 1 一孔径光阑;2 一快门;D 漫反射白板;F -滤光片;P M -光电倍增管;R L 负载电阻 ( t M 田 长准确度优于士 0 . 5 n m ; 单色仪的内 部杂光分别用低气压 H g , C d 灯的 谱线 A o = 4 3 5 . 8 , 5 4 6 . 1 , 6 4 3 . 8 n m加相应干涉 滤光片考查, 在 a _ ( A 。 一 2 z )和 J _ ( J 0 + 2 0 )的范围 内,杂光信号应小于谱线峰值信号
15、的0 . 2 %, A为仪器的光谱狭缝宽度 ( 半通带宽度) 。 对光栅单色仪还应注意消除多级光谱引起的杂光 ; 测量中应保持单色仪人射狭缝和 出射狭缝等宽,并使仪器的光谱狭缝宽度近似等于 5 n m左右。 探测器选用稳定的光电倍增管。配套用直流高压稳定电源,要求每 0 . 5 h 输出电压 的变化不大于0 . 0 1 %。示数仪表可采用直流数字电压表。 整套装置稳定性总体要求:达到每 0 . 5 h 输出信号的漂移不超过0 . 4 %. 2 )测量原理 用上一级标准灯作可见区相对光谱辐射照度分布的标准,用该装置测定出被检灯相 对光谱辐射照度分布,进而计算出被检灯的分布温度值。 用标准灯标定比
16、较灯时,其计算方法如下: 若标准灯的分布温度值为 T a s ,比 较灯的分布温度值为 T d , , 测得的比 较灯与标准 灯的相对光谱辐射照度比为 a , ,则: 、,、尹 2飞 f了1 In a , = C 21 11 T d. 一 1 ) 1T ac J L = K x L K = C ( 嵌 一 嵌 ) 式中:又 波长; L 常数 ; c= 1 . 4 3 8 8 x 1 0 一 z m “ K . 以I n a * 为纵坐标,1 / A 为横坐标作图, 其图形应为一直线, 用计算法求出最佳直线 的斜率K = A ( I n a , ) / A ( 1 / l ) ( 见附录A )
17、。 然后按下式计算出分布温度 八 。 : 4 J J G 2 1 3 - 2 0 0 3 1 K T a e C x ( 4 ) 1一Tac- 7 . 1 . 2 . 2 光电分布温度比较仪 ( 图 2 ) i r 输出t 输 出 被 检 灯 ( a ) 光 路 示 意 图 ( b )红蓝比测量指示路线示意图 图2 光电分布温度比较仪示例 1 一积分球快门;2 一可变光阑;3 -漫透射毛玻璃 ( 共三片) ;4 一蓝滤光片;5 一红滤光片; 6 一中性减光片;7 一孔径光阑;8 一快门 ( 二个) ;M 一平面反射镜;P , ,R一光电倍增管一对; R , -固定电阻 ( 4 0 k a )
18、; R 一可变电阻箱 ( 0- 1 0 0 k 1 l ) ; G -检流计;K 一单刀三位开关; 1 .A 一微安表 ( 0 -1 0p A ); v , 一校准 1使等于 喃用的标准电压 ( +8 0 m V / 5 p A ) 1 )构成 主要由导轨,孔径光阑,平面反射镜及转台,积分球,红、蓝滤光片,光电探测 器,红蓝比显示部分及相关附件等组成。 积分球:内涂白色中性漫反射涂料 ,其上有一个人射窗口和两个出射窗口,在人射 窗口上装有快门和可变光阑;在出射窗口上分别装有红、蓝滤光片,毛玻璃,中性减光 片,光电探测器等; 红、蓝滤光片:其透光的波长范围应互无重叠,与接收器组合的光谱响应曲线的
19、峰 值波长应分别在( 6 6 0 土1 0 ) n m和( 4 6 。 土1 0 ) n m范围内。总的光谱响应度对于波长3 8 0 n m和波长)7 5 0 n m的范围应下降到峰值的0 . 2 %以下。 光电探测器 : 挑选输出稳定的光电倍增管 ( S b 一 R b 一 C 。 阴极)一对。 红蓝比显示可用多种方式实现,图 2中的桥式平衡电路检流计指示是其中之一例。 比较仪总的技术要求应达到: 灵敏度:当分布温度改变 1 K时,显示红蓝比的检流计偏转应5 个最小分度值。 直线性:当积分球人射窗口处的光照度由 1 0 0h升至 1 0 0 0 l x 时,红蓝比的变化应 续0 . 2 %
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