DIN 5032-1-1999 Photometry - Part 1 Methods of measurement《光度测量 第1部分 测量方法》.pdf

1、h DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise,nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinRef. Nr. DIN 5032-1 : 1999-04Preisgr. 10 Vertr.-Nr. 0010April 1999D

2、EUTSCHE NORMLichtmessungTeil 1: Photometrische Verfahren5032-1Normenausschu Lichttechnik (FNL) im DIN Deutsches Institut fr Normung e.V.Ersatz frAusgabe 1978-07ICS 17.180.20; 91.160.01Photometry Part 1: Methods of measurementPhotomtrie Partie 1: Procds photomtriquesInhaltSeite SeiteVorwort 21 Anwend

3、ungsbereich 22 Normative Verweisungen . 23 Definitionen 23.1 Lichtschwerpunkt 23.2 PhotometrischeNormale . 23.2.1 PhotometrischeEmpfngernormale 23.2.2 PhotometrischeReflexionsnormale 23.2.3 PhotometrischeStrahlungsnormale 24Kenngre. 34.1 Allgemeines . 34.2 KenngrefrBeleuchtung . 34.3 KenngrefrLichtq

4、uellen . 35 Photometrische Bewertung . 36Meverfahren 36.1 Allgemeines . 36.2 IntegralesVerfahren 36.3 Spektralverfahren 37 Betriebsbedingungen . 37.1 Allgemeines . 37.2 ElektrischeBetriebsbedingungen 37.3 GeometrischeBetriebsbedingungen. 47.4 ThermodynamischeBetriebsbedingungen . 47.5 ZeitlicheBetri

5、ebsbedingungen 48 Photometrische Normale . 48.1 Allgemeines . 48.2 PhotometrischeStrahlungsnormale 48.3 PhotometrischeEmpfngernormale . 48.4 PhotometrischeReflexionsnormale 49 Messung lichttechnischer Gren 49.1 Allgemeines . 49.2 Beleuchtungsstrke E 49.2.1 Allgemeines 49.2.2 Planare Beleuchtungsstrk

6、e Ex49.2.3 Zylindrische Beleuchtungsstrke Ez59.2.4 Halbzylindrische Beleuchtungsstrke Ezh59.2.5 Mittlere halbrumliche Beleuchtungsstrke E2y59.2.6 Raumbeleuchtungsstrke E059.3 Leuchtdichte L . 59.3.1 MessungderLeuchtdichte 59.3.2 Bestimmung der LeuchtdichteauseinerBeleuchtungsstrkemessung. 59.4 Licht

7、strke 69.4.1 Allgemeines 69.4.2 Meentfernung. 69.4.3 Lichtstrkeverteilung 79.4.3.1 Lichtstrkeverteilungskurve 79.4.3.2 Lichtstrkeverteilungskrper . 79.4.4 Ebenensysteme 79.4.4.1 Allgemeines 79.4.4.2 A-Ebenen 79.4.4.3 B-Ebenen 89.4.4.4 C-Ebenen 99.4.4.5 Umrechnung zwischen Ebenensystemen . . . 109.4.

8、5 Verfahren zur MessungderLichtstrkeverteilung 109.4.6 Goniophotometertypen . 109.4.6.1 GoniophotometerTyp1 109.4.6.2 GoniophotometerTyp2 119.4.6.3 GoniophotometerTyp3 119.4.6.4 GoniophotometerTyp4 119.5 Lichtstrom . 119.5.1 Allgemeines 119.5.2 Bestimmung durch IntegrationderBeleuchtungsstrkeverteil

9、ung 119.5.3 Bestimmung durch IntegrationderLichtstrkeverteilung 129.5.3.1 Allgemeines 129.5.3.2 Integration der LichtstrkeverteilunginKugelkoordinaten. 129.5.3.3 Integration der LichtstrkeverteilunginEbenensystemen . 139.5.4 Bestimmung mit einem KugelphotometernachUlbricht. 139.5.4.1 Allgemeines 139

10、.5.4.2 Fremdkrpereinflsse . 139.5.4.3 Kugel-Innenanstrich. 149.5.4.4 AnordnungvonLichtquelleundSchatter 149.5.4.5 AusfhrungderMessung 14Fortsetzung Seite 2 bis 14B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09CC9B7EF8DD9NormCD - Stand 2007-03Seite 2DIN 5032-1 : 1999-04VorwortDiese Norm wurde vom Normenausschu L

11、ichttechnik (FNL), Arbeitsausschu FNL 3 “Photometrie”, im DIN erarbeitet.DIN 5032 “Lichtmessung” besteht aus:Teil 1: Photometrische VerfahrenTeil 2: Betrieb elektrischer Lampen und Messung der zugehrigen GrenTeil 3: Mebedingungen fr GasleuchtenTeil4: MessungenanLeuchtenTeil 6: Photometer; Begriffe,

12、Eigenschaften und deren KennzeichnungTeil 7: Klasseneinteilung von Beleuchtungsstrke- und LeuchtdichtemegertenTeil 8: Datenblatt fr BeleuchtungsstrkemegertenderungenGegenber der Ausgabe Juli 1978 wurden folgende nderungen vorgenommen: Die Norm wurde vollstndig berarbeitet.Frhere AusgabenDIN 5032: 19

13、35-11DIN 5032-1: 1957-07, 1966-11, 1978-07DIN 5038: 1938-071 AnwendungsbereichDiese Norm ist bei der Messung lichttechnischer Grenvon Lampen, Leuchten und Beleuchtung sowie zur Kenn-zeichnung ihrer lichttechnischen Eigenschaften durchKenngren anzuwenden. Sie legt diese Kenngren fest,beschreibt die p

14、hotometrischen Verfahren zu derenMessung, nennt die Gren zur Angabe der Betriebs-bedingungen von Lampen und Leuchten, erklrt dieGertetypen zur Messung von Kenngren mit rum-licher Verteilung und gibt die Arten der Darstellung rum-licher Verteilungen an.ANMERKUNG: Zur Vereinfachung der Festlegun-gen w

15、ird in dieser Norm unter dem Begriff “Licht-quelle” immer eine Lampe oder Leuchte verstanden.2 Normative VerweisungenDiese Norm enthlt durch datierte oder undatierte Verwei-sungen Festlegungen aus anderen Publikationen. Diesenormativen Verweisungen sind an den jeweiligen Stellenim Text zitiert, und

16、die Publikationen sind nachstehendaufgefhrt. Bei datierten Verweisungen gehren spterenderungen oder berarbeitungen dieser PublikationennurzudieserNorm,fallssiedurchnderungoderberar-beitung eingearbeitet sind. Bei undatierten Verweisungengilt die letzte Ausgabe der in Bezug genommenen Publi-kation.DI

17、N 5031-3Strahlungsphysik im optischen Bereich und Licht-technik Gren, Formelzeichen und Einheiten derLichttechnikDIN 5031-4Strahlungsphysik im optischen Bereich und Licht-technik WirkungsgradeDIN 5032-4Lichtmessung Messungen an LeuchtenDIN 5032-6Lichtmessung Photometer; Begriffe, Eigenschaftenund de

18、ren KennzeichnungDIN 5033-9Farbmessung Weistandard fr Farbmessung undPhotometrieDIN 5036-1Strahlungsphysikalische und lichttechnische Eigen-schaften von Materialien Begriffe, KennzahlenDIN 5039Licht, Lampen, Leuchten Begriffe, Einteilung3 DefinitionenFr die Anwendung dieser Norm gelten die folgenden

19、Definitionen:3.1 LichtschwerpunktGibt den Ort an, von dem das photometrische Entfer-nungsgesetz fr alle Richtungen gilt, und ist der Ursprungdes Koordinatensystems bei der Messung des Licht-strkeverteilungskrpers.3.2 Photometrische NormaleHilfsmittel zur Weitergabe der Einheiten photometrischerGren.

20、3.2.1 Photometrische EmpfngernormaleKalibrierte Photometer, deren relative spektrale Empfind-lichkeit srel(l) an den spektralen HellempfindlichkeitsgradV (l) angepat ist und deren Lichteintrittsfenster mitoptisch wirksamen Vorrichtungen zur besonderenrichtungsabhngigen Bewertung des auftreffenden Li

21、chtsversehen sein kann.3.2.2 Photometrische ReflexionsnormalePhotometrische Reflexionsnormale werden realisiertdurch Materialien mit bekannten Reflexionseigenschaf-ten, z. B. Weistandards nach DIN 5033-9.3.2.3 Photometrische StrahlungsnormaleGesondert hergestellte oder selektierte Lichtquellen, dief

22、rphotometrischeZweckegeeignetsindunddiebeibestimmten Betriebsbedingungen mindestens fr einephotometrische Gre kalibriert wurden.B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09CC9B7EF8DD9NormCD - Stand 2007-03Seite 3DIN 5032-1 : 1999-044 Kenngre4.1 AllgemeinesDie lichttechnischen Eigenschaften von Lichtquellen u

23、ndBeleuchtung werden durch Kenngren gekennzeichnet.Es sind dies photometrische Gren und daraus abgelei-tete weitere Gren.4.2 Kenngre fr Beleuchtunga) Beleuchtungsstrke:1) senkrecht, planar;2) halbzylindrisch, zylindrisch, halbrumlich undRaumbeleuchtungsstrke einschlielich derenrumlicher Verteilung.b

24、) Leuchtdichte:1) des Objekts, des Umfelds und der Raumbe-grenzungsflchen sowie deren Leuchtdichtever-teilung rumlich und innerhalb des Gesichtsfeldes;2) quivalente Schleierleuchtdichte.c) Lichtstrom:1) Lichtstrom;2) Nutzlichtstrom.d) Wirkungsgrad:1) Raumwirkungsgrad;2) Beleuchtungswirkungsgrad.4.3

25、Kenngre fr Lichtquellena) Leuchtdichte und Leuchtdichteverteilung:1) auf der Licht emittierenden Flche;2) in Richtungen zu dieser Flche.b) Lichtstrke und Lichtstrkeverteilung:1) Lichtstrkeverteilungskurve in ausgewhlteRichtungen;2) Lichtstrkeverteilungskrper in alle Richtungendes Raumes.c) Lichtstro

26、m und Teillichtstrom:1) in einem Raumwinkelbereich;2) auf einer Teilflche einer Hllflche.d) Lichtausbeute:1) Lichtausbeute;2) Lichtausbeute bei Entladungslampen mit oderohne Vorschaltgert.e) Betriebswirkungsgrad einer Leuchte:Nach DIN 5031-4.5 Photometrische BewertungEine photometrische Gre X (Leuch

27、tdichte L,Licht-strke I, Beleuchtungsstrke E oder Lichtstrom F)istdefiniert durch die Bewertung der entsprechenden spek-tralen Strahlungsgre Xe,l(l) mit dem spektralen Hell-empfindlichkeitsgrad V (l) des menschlichen Auges undMultiplikation mit Km; nach Gleichung (1):X = Km0360 nm830 nmXe,l(l) V (l)

28、dl (1)Dabei ist:Km=683lm/W durch Definition der SI-Basiseinheit fr die Lichtstrke festgeleg-ter Wert;V (l) spektraler Hellempfindlichkeitsgrad desmenschlichen Auges fr Tagessehen(siehe DIN 5031-3);Xe,l(l)=dXe(l)/dl spektrale radiometrischeGre.6 Meverfahren6.1 AllgemeinesEinphotometrischesVerfahrenis

29、tdadurchgekennzeich-net, da zwischen dem Mewert Y (z. B. Photostrom) unddem Wert der zu messenden photometrischen Gre Xeine bekannte und reproduzierbare Zuordnung bestehtnach Gleichung (2):Y = f (X)(2Dieser Zusammenhang wird durch Kalibrierung mit einemphotometrischen Normal festgelegt.6.2 Integrale

30、s VerfahrenNach der in Gleichung (1) gegebenen Definition kann derWert einer photometrischen Gre mit den Eigenschaftennach Gleichung (2) durch ein Photometer gemessen wer-den, dessen lichtempfindlicher Empfnger eine relativespektrale Empfindlichkeit srel(l)hat,dieandenspektra-len Hellempfindlichkeit

31、sgrad V (l) angepat ist. DiesesVerfahren ist einfach und seine Zuverlssigkeit wchst mitder Gte der Anpassung; es wird in der Praxis bevorzugtverwendet (siehe DIN 5032-6).6.3 SpektralverfahrenEine photometrische Gre kann auch dadurch ermitteltwerden, da die ihr entsprechende radiometrische Grespektra

32、l gemessen wird und daraus ihr Wert unter Ver-wendung der in Gleichung (1) gegebenen Definition undder Werte von Kmund V (l) berechnet wird. Meist ist frdieradiometrischeGrenurderenrelativespektraleStrahlungsverteilung bekannt, dann gilt der Zusammen-hang nach Gleichung (2) fr einen Rechenwert Y,und

33、dieKalibrierung mit einem photometrischen Normal ist unver-zichtbar.7 Betriebsbedingungen7.1 AllgemeinesDie Messung lichttechnischer Gren setzt die Einhal-tung bestimmter Betriebsbedingungen sowohl fr dieLampen und Leuchten als auch fr das Photometer vor-aus. Dies macht die Angabe der elektrischen,

34、geo-metrischen, thermodynamischen und zeitlichen Betriebs-bedingungen und die Messung von Betriebswerten erfor-derlich. Es ist zwischen Nenn- und Istwerten und demWert der elektrischen Einstellgre zu unterscheiden.7.2 Elektrische BetriebsbedingungenDie elektrischen Betriebsbedingungen werden durch f

35、ol-gende Kennzeichnungen und Gren angegeben:a) Kennzeichnungen:1) Stromart;2) gegebenenfalls Polaritt.b) Gren:1) Stromstrke;2) Lampen- und Systemspannung;3) Lampen- und Systemleistung und Leistungs-faktor;4) Frequenz, Oberschwingungsgehalt (Amplitu-denspektrum).Einstellgre ist die elektrische Gre, d

36、ie durch Rege-lung der elektrischen Versorgung auf einen konstantenWert, dem Einstellwert, gehalten wird.B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09CC9B7EF8DD9NormCD - Stand 2007-03Seite 4DIN 5032-1 : 1999-047.3 Geometrische BetriebsbedingungenDie geometrischen Betriebsbedingungen werden ange-geben durch di

37、e:a) Brennstellung der Lampe undb) rumliche Zuordnung von Lampe und Leuchte.Die Mewerte lichttechnischer Gren knnen durch dierumliche Anordnungen der Lichtquelle zum Photometerbeeinflut werden.7.4 Thermodynamische BetriebsbedingungenDie thermodynamischen Betriebsbedingungen beschrei-ben den Raum, de

38、r Lichtquelle und Photometer umgibt.Sie werden durch folgende Gren angegeben:a) Temperatur;b) Luftbewegung;c) Luftdruck;d) relative Luftfeuchte.Die lichttechnischen Gren werden durch die thermo-dynamischen Betriebsbedingungen beeinflut.7.5 Zeitliche BetriebsbedingungenDie zeitlichen Betriebsbedingun

39、gen sind nach Lichtquelleund Photometer zu unterscheiden. Sie werden durch fol-gende Gren angegeben:a) Lichtquelle:1) Alterung, Einbrennen;2) Modulationsgrad und -frequenz.b) Photometer:1) Konstanz der Empfindlichkeit (wenigstens frdie Dauer von Kalibrierung und Messung der licht-technischen Gre);2)

40、 obere Grenzfrequenz;3) Integrationsdauer zur Bestimmung eines Me-wertes als zeitlicher Mittelwert;4) Maximalgeschwindigkeit der Bewegung beiMessung eines Lichtstrkeverteilungskrperseiner Lichtquelle.Bei der Bestimmung rumlicher Verteilungen photometri-scher Gren ist die Maximalgeschwindigkeit der R

41、elativ-bewegung zwischen Photometer und Lichtquelle so ein-zurichten, da weder die rumliche Zuordnung der Me-werte durch die Integrationsdauer unzulssig verflschtnoch die obere Grenzfrequenz des Photometers erreichtwird. Dabei ist zu beachten, da die Modulationsfrequenzdes Lichts berlagert ist von z

42、eitlichen Vernderungendes Momentanwertes, wie sie bei der Bewegung durchrumliche Gradienten auftreten.8 Photometrische Normale8.1 AllgemeinesPhotometrische Normale mssen an nationale Normaleangeschlossen werden, z. B. durch die Physikalisch-Technische Bundesanstalt, und sichern so die Rckfhr-barkeit

43、 bei der Kalibrierung von Photometern (sieheDIN 5032-6).8.2 Photometrische StrahlungsnormaleEs werden photometrische Strahlungsnormale fr Licht-strke, Beleuchtungsstrke, Leuchtdichte und fr denLichtstrom unterschieden.8.3 Photometrische EmpfngernormaleEs werden Empfngernormale fr die verschiedenenAr

44、ten der Beleuchtungsstrke und fr die Leuchtdichteunterschieden.8.4 Photometrische ReflexionsnormaleEs wird zwischen Reflexionsnormalen fr den Lichtreflexi-onsgrad und solchen fr den Leuchtdichtekoeffizientenoder den Leuchtdichtefaktor (siehe DIN 5036-1) unterschie-den. Die Art des Lichteinfalls und

45、die Art der Beobachtungwerden bei der Kalibrierung angegeben, sie drfen bei Ver-wendung der Reflexionsnormale nicht gendert werden.9 Messung lichttechnischer Gren9.1 AllgemeinesLichtmegerte enthalten Photometer, die Licht gemdem spektralen Hellempfindlichkeitsgrad V (l) bewerten,wobei moduliertes Li

46、cht entsprechend dem zeitlichen,linearen Mittelwert gemessen werden mu. Zur Definitionder lichttechnischen Gren siehe DIN 5031-3.9.2 Beleuchtungsstrke E9.2.1 AllgemeinesDie Beleuchtungsstrke E an einem Punkt einer realen odergedachten Oberflche ist die Flchendichte des auftreffen-den Lichtstroms; na

47、ch Gleichung (3):E =dFdA2(3)Dabei ist:dF der auf das Flchenelement treffende Licht-strom;dA2die Flche des Flchenelements, das denbetrachteten Punkt enthlt.Abhngig von der Art der Flche, die den Punkt enthlt undvom Raumwinkel aus dem Licht auftrifft, wird unterschiedenin senkrechte, planare, halbzyli

48、ndrische, zylindrische undhalbrumliche Beleuchtungsstrke sowie Raumbeleuch-tungsstrke. Zur Messung dieser Beleuchtungsstrken wer-den spezielle Photometerkpfe bzw. spezielle Vorstze frbestimmte Photometerkpfe verwendet.9.2.2 Planare Beleuchtungsstrke ExDie Beleuchtungsstrke Exauf einer ebenen Flche w

49、irdals planare (z. B. senkrechte, horizontale und vertikale)Beleuchtungsstrke bezeichnet, wobei der Zusatz “planar”oft weggelassen wird.Wird nur aus einem engen Raumwinkel beleuchtet, der zen-trisch und rechtwinklig zur Lichteintrittsflche des Photo-meterkopfes gerichtet ist, so heit dies senkrechte Beleuch-