1、ICS 17.180.20 K 70 中华人民=H二./、GB 和国国家标准GB/T 26177-20 1 O/CIE 53-1982 辐射度计和光度计性能的评价方法Methods of characterizing the performance of radiometers and photometers (CIE 53-1982 , IDT) 2011-01-14发布数码防伪/中华人民共和国国家质量监督检验检菇总局中国国家标准化管理委员会2011-06-01实施发布GB/T 26177-2010/CIE 53一1982目次前言.皿引言.N 1 总则.1. 1 目的-1. 2 误差-1.
2、3 范围1. 4 确定和描述误差的程序-2 定义.3 可以使用推荐量值评价方法的特定误差-3.1 仪器的校准误差3. 2 光度计探头的非标准相对光谱响应度3. 3 方向性评价.3.4 非线性度.3. 5 读数误差3.6 疲劳3. 7 温度系数123.8 调制辐射的频率影响123. 9 偏振的影响123. 10 探测器受非均匀辐照的影响134 非推荐量值评价的具体误差134.1 光谱和绝对响应度的不稳定性.4.2 零点漂移4.3 受震动、摆动、温度、高度、湿度和光学辐射的损害144.4 磁场的影响144.5 范围变化引起的误差4.6 辐射度计电源或电池电压变化的不稳定性.14 4. 7 有效测量
3、区域和平面的规定.14 4.8 响应时间.14 4. 9 观测者遮挡144. 10 校准的方便性和频率5 其他考虑(非误差导致的)5.1 使用的方便性5.2 多用途性参考文献I GB/T 26177-2010/CIE 53一1982目。吕本标准等同采用CIE53一1982(辐射度计和光度计性能的评价方法)(英文版)。本标准等同翻译CIE53-1982。为便于使用，本标准做了下列编辑性修改:a) 本技术报告一词改为本标准气b) 用小数点代替作为小数点的，。本标准由中国轻工业联合会提出。本标准由全国照明电器标准化技术委员会(SAC/TC224)归口。本标准起草单位:国家电光源质量监督检验中心(北京
4、)、杭州远方光电信息有限公司、中国质量认证中心、北京电光源研究所。本标准主要起草人:华树明、潘建根、李维泉、江姗。本标准首次发布。m山GB/T 26177-2010/CIE 53一1982引本标准概述了辐射度计和光度计特性的评价方法，特别是光度计的特性。对于评价极其重要的误差，本标准给出了量化方法。这些误差包括:校准中的系统误差;由非标准光谱响应引起的误差;辐照度(照度)、球面辐照度(照度)、柱面辐照度(照度)或辐亮度亮度)的非标准空间评价;非线性度;疲劳及温度系数。本标准还建议了评定其他误差重要性的方法。这些误差包括:读数误差、调制辐射的影响、偏振的影响、非均匀性响应、响应率的不稳定性、零点
5、漂移等。本标准涉及了评估光度仪器和辐射度仪器的一般问题。今后将给出评价每一类型仪器的数值要求。本标准给出了五种特殊光源的相对光谱分布表，可用来估计测量探头的V(月校正量。N GB/T 26177-2010/CIE 53-1982 辐射度计和光度计性能的评价方法1 总则1. 1 目的本标准的目的是尽可能地提出一种客观的方法，通过该方法使用者可以评价特定用途的辐射度计和光度计的特性。在辐射度计或光度计的使用中的重要因素并且是本评估系统组成部分的因素，也可作为制造商改进辐射度计或光度计仪器的指导。辐射度仪器代表任何用于测量光学辐射的装置，因此包括光度计，因为它有一个特定的光谱响应。辐射度计的评估包括
6、大量的特性，这些特征可以看作相互独立。一些特性引起可以被量化的特定相关误差，这样依据每一特性可将仪器进行分级。而其他特性目前不能被量化，对这些特性的分级是一种主观的或定性的。1. 2 误差辐射度学中，那些由于不准确的校准程序、不正确的维护、由于技术欠缺引人的杂散光、不准确的灯方向，和不准确的距离测量等引起的误差，在此不考虑。即便仪器非常完美，以上误差也会存在。第3章中每一项的误差的允许范围只能由使用者建立。独立误差f;的总和一定不能超过最大允许误差。当误差大部分为大小和方向都确定的系统误差而不是具有不确定大小和方向的随机误差时，用艺CfYJl月计算累积误差是不恰当的。当误差稳定并且建立得很好，
7、同时等于(或超过)在测量中最大允许误差的一个重要部分时，使用者应该(必须)尽其所能修正这些误差。对于单一测量中由于特定原因导致的误差，在进行误差评价时，应作为系统误差加以标准偏差。在该过程中系统偏差可以通过修正消除，并且独立标准偏差平方和的方根可以作为不确定度的指标。预期系统误差可以进行修正，但没有可以用于由这种特定误差造成的仪器读数中标准偏差的修正。大多数特性依赖于一些影响量，因此，当确定装置输出所依赖的某一变量时，将其他参数确定在一代表值或平均值上是很重要的。例如，要确定光谱响应度，辐射应该是非偏振的并且正常(或者如更合适的话，是在一指定立体角内均匀地)入射;辐照度应一致井覆盖探测器的所有
8、或一特定的部分;环境温度应为25.C赞，辐射应稳定。1. 3 范围本标准适于所有光度计和辐射度计设备，包括用于以下测量的设备:亮度、光通量、照度(球面和圆柱面照度)、光强、曝光量(光的量)和具有明确的目标光谱响应的与这些量相等的辐射度。1.4 确定和描述误差的程序1. 4. 1 可用的程序一种是用每个设备提供详细的测量，据此可以计算每一种特定测量的误差。一种是选择一些测量情况并计算出每一情况的预期误差。使用者需要判断哪一种情况最接近他目前测量的实际情况以便决定预期什么样的误差。一些使用者可能仅需要最大预期误差以保证其测量误差低于一个预先确定的水平。1. 4. 2 推荐的程序尽可能给出了确定不同
9、类型误差的方法和对它们定量评价的数学描述。一些误差的表示也可以用作修正因数，鼓励制造商使用这些方法，尤其是对一些较高水平的仪器。一些其他的误差表示采用平均值方式，仅能用于估计测量的可能误差。然而，这些可能作为使用者 ISO 3205: 1976推荐23.C，但是CIE和IEC标准当前是25.C。1 GB/T 26177-2010/CIE 53-1982 根据不同的测量情况选择设备的指导，因此，鼓励制造商使用这些误差描述，在可能的情况下评价其单独设备的误差以及这些值的不确定度，或对于较低等级的设备，作为给定类型仪器的明确允差限值。2 定义在下列定义中，角标飞用于指示能量的量，角标v和p用于表示光
10、和光子的量。2. 1 (光辐射)探测器detectorCof optical radiation) 对人射的光辐射会产生可测量物理效应的装置。2.2 辐射度计(光度计)探头radiometer( photometer) head 物理光度计的一部分，该部分包含探测器和其光谱和空间校准工具。2.3 影响量influence quantity 一种可能会在仪器指示中产生不希望的变化的量(不是测量量)。注:一般的包括如温度、温度变化率、电源电压、湿度等。2.4 晌应度(灵敏度)responsivityC sensitivity) 探测器输出量(Y)与输入量(X)的商。符号:5，5二YjX. ( 2.
11、1 ) 注1:在没有辐射照度的情况下，如果探测器的输出为(Y)，而测量的总的探测器输出是孔，则由探测器输入(X)产生的探测器输出(Y)为Y=Y-Ywo注2.如果X代表辐射量，使用术语辐射响应度Se;如果X代表光度量，使用术语光度响应度5川用术语光谱响应度S(心，辐射输入量XJ.的光谱集中和相对光谱分布S(心得到:fxJ.S5川j川(A沁)辐射响应度5乌，-立亏一一一一二ofXJ. d fS()d . ( 2.2 ) fxJ.SJ川S(叫A光度响应度S衍V骂古=_ 0二_2飞田K= fXJ.V川Km f S()V( ( 2.3 ) 其中Km是最大光谱光视效率，V)是光谱光视效率。注3:响应度依赖
12、于相对光谱分布，而且它可能依赖入射辐射的偏振及方向、辐照均匀性、探测器的温度及电路。如果探测器的输出量与输入量不成比例，响应度也依赖于探测器输入茧的值。2.5 光谱晌应度spectral responsivity 2.5.1 绝对光谱晌应度absolute spectral responsivity 探测器输出dYC)J与探测器输入dX.()=Xe d，为波长的商。符号:5()、，-、aA 、AA一，、，、-t-wu-VA E丁d一一、/、ACJ . ( 2.4 ) 由于分别取0和作为发光的茧的集合的极值，在使用S()时，当函数值达到零的时候停止积分。若使用VO), 目前使用360nm和830
13、nm作为实际区间极值。2 GB/T 26177-2010/CIE 53-1982 2.5.2 2.6 2. 7 相对光谱晌应度relative spectral responsivity 在波长A处的光谱响应度s()与参照波长A。处的光谱响应度的比。符号:s().1注1:有时用Sm的均值代替s(.o)。s() s()，.1 =一一m s(o) j已 ;S(i )Ll i Sm =儿一l=儿一11和人是波长区间极值，用于归一化。. ( 2.5 ) ( 2.6 ) 注2:如果探测器的输出量与探测器的输入量不成比例，一般可能定义一个独立于探测器输出量的值的相对光谱响应度，作为探测器输出量的等值盐。用
14、明确的值X，和Y得到:s() X，(。)S() ,d =一一=一一一一s队。)X,(.) , Y() =Y(o) 相对晌应度relative responsivity 探测器被辐射Z照射的响应度s(z)与其被基准辐射N照射的响应度s(N)的比例。符号:(Z)( 2.7 ) s(z) (Z) =一一一( 2.8 ) s(N) 注1:带有相对光谱分布S()，的量的测量值X(Z)m.可以根据相对光谱响应度(Z)校正到真实值X(Z)。X(Z)=-1-X(Z)mm ( 2.9 ) (Z) -. ,-, m 注2:如果已知相对光谱响应S()，d相对光谱分布S()N S() z ，相对响应度可以计算:相对辐
15、射响应度:相对光度响应度:f S(.川)ld fS()Nd ，(Z) =。fS队以fS川川jS削A心)川)儿目ldf S仙Vy(Z) =二.!fS山V()df S(川),1 .(2.10) . ( 2.11 ) 注3:如果在大多数情况下探测器的输出与输入不成比例，如涉及探测器输出的等值茧，可以定义一个独立于探测器输出的相对响应度。也运用式(2.9)得到:s(Z) X(N) (Z) =一一一=一一一f-;Y(N) = Y(Z) s(N) X(Z) 注4:相对响应度的倒数被称为光谱校准系数。注5:相对响应度在一些应用地区和一些国家称作光化度。线性度linearity 线性度是探测器输出量与输入量成
16、比例的特性。而响应度在特定输入范围是常数。注1:探测器一般仅在一特定输入范围内是线性的，这一范围之外是非线性的，必须说明这一范围。注2:探测器的线性范围可能会受到使用了不当电路的影响。( 2.12 ) 3 G/T 26177-2010/CIE 53-1982 2.8 其他术语和定义由于本标准基本目的在于说明辐射亮度(亮度)计和辐照度(照度)计，因此总结辐射亮度(亮度)和辐照度(照度)的定义以方便读者。2.8. 1 (在给定方向上，在光源或探测器表面上的某一点或在光束路径上的某一点的)辐射亮度radiance (in a given direction , at a point on the s
17、urface of a source or a detector, or at a point in the path of a beam) 离开、到达或通过这点表面的一个元素，并在包含给定方向立体角元的辐射通量(除以立体角元(.Q)和表面元(的投射到给定方向垂直平面的面积的乘积。符号Ll，L.L=一一d2且也2. cos . ( 2.13 ) 这里E是表面元法线与传播方向间的夹角。注:在探测器表面一点的辐亮度:在探测器表面上一点，在给定方向上，辐亮度是到达垂直于给定方向的表面上该点的辐照度除以包含该方向及围绕产生这一辐照度的光束的立体角元(每单位立体角的垂直辐照度(E)。L= dE 一句3.
18、(2.14) 2.8.2 辐照度irradiance 从一个半球面各方向通过一个平面单位面积的通量。符号:E，E.E= fL(f;，cp)叫。叫=f f L(f;，cp)i叫网。(2川。0=1sr单位立体角。这里角度如图1所示。图1由一个辐射源在一个平面上产生的辐照度的定义的示例2.8.3 4 球面辐照度spherical irradiance 在一给定点的辐亮度在4sr立体角进行积分，没有角度加权(见图2)。符号:Eo，丘。GB/T 26177-2010/CIE 53一1982Eo = f L . ( 2. 16 ) 注:E。是投射到以给定点为中心的元限小球体外表面的全部辐射的辐通量除以该球
19、直径横截面积。-一一图2球面辐照度的定义的示例2.8.4 圄柱面辐照度cylindrical irradiance 在一给定点的辐亮度在4ST立体角进行积分，根据sinE/进行加权，是人射束与圆柱轴之间的夹角(见图3，dH代表高度，dD代表圆柱直径)。符号:Ez,Eez Ez = f LsinE . ( 2. 17 ) 注1:Ez是投射到圆柱外表面上的总辐射通盐除以在包含其轴线的平面上测量的圆柱体横截面积的倍的商。注2:圆柱面辐照度用于评估辐射通茧，例如，帘要在所有垂直平面上辐射的区域，但对于水平面不太重要。5 GB/T 26177-2010/CIE 53一1982t口气3户-Jh|入射西旋转
20、面图3圆柱面辐照度3 可以使用推荐皇值评价方法的特定误差3. 1 仪器的校准误差如果仪器由制造商校准，制造商应说明其校准光源，它们的预计不确定度。对于光度仪器，基准校准应使用CIE标准照明体A进行。制造商应声明对于仪器推荐的校准周期。由于在仪器运输过程中可能使校准值发生变化，建议使用者保持其自己的校准标准。在接收仪器时，最好测量一个稳定的测试目标值，然后周期性地进行此操作以检查仪器校准是否因自然老化或偶然事故而变化，此操作应在仪器送去再校准之前及之后进行，以保证仪器使用者实验室测量稳定性的可追溯性。探测器的响应度(绝对响应度和光谱响应度)会随着入射角和温度的变化而变化。因此，必须声明基本校准在
21、垂直入射下进行，并声明探测器校准的温度，推荐环境温度为250C善。3.2 光度计探头的非标准相对光谱晌应度3.2. 1 介绍一般情况下，需要特定的相对光谱响应度ST()时，如V()(明视觉响应)、V() (暗视觉响应)、红斑响应、光合作用响应、杀菌响应、量子响应、中子响应等等。对于本标准涉及的所有仪器，相对光谱响善见第1页脚注。6 GB/T 26177-2010/CIE 53一1982应度必须独立于辐照度水平。3.2.2 s()国的表示应测量光度计探头的相对光谱响应度S()rel并以表格形式给出，在S()与零有明显偏差的整个波长范围内，间隔最少为10nmo (如果S()rel以10nm为间隔给
22、出不能描述其特征，应采用更小的间隔)。预期的响应度ST() rel也应在表中给。曲线S()时，ST()，el和ls()，el-ST (),eIJ/ ST ()陀l也应给出。3.2.3 误差计算由S()rel产生的整体误差与ST()rel不成比例，这依赖于标准光源和被测光源S()NS()ZJ的辐射度量的光谱集，例如，标准光源的光谱辐照度EeN和被测光源的光谱辐照度Eez0 测量具有相对光谱能量分布S()z的被测光源Z时产生的误差，可以用独立相对响应度误差表示:fl (Z)=(Z)-l =(sz/sA)-l S(;)zs(;)，e1Ll S(;)A叭)，eILl S(;)ZST()relLlS(;
23、)AS()relLl l=mm (z)是2.6中定义的相对响应度。S()A是CIE标准照明体A的相对光谱分布。. ( 3. 1 ) 如果测量具有相对光谱分布S()z的灯，fl(2)是会产生的误差的直接测量量。fl(2)不太适于仪器性质的一般描述，因为至少理论上即使S(l与ST()rel有很大的偏离，为了选择光源光谱分布总是可以将fl最小化，这有可能在有其他S()z的时候，导致fl的值很大。因此一些仪器制造商倾向于一种误差定义。f I sx()，el - ST() ,el I d fl =旦fST四IdjS()AST()，e时l这里5仅x()阻l二二S()陀lfS队5仙这里光谱响应度根据CIE标
24、准照明体A的相对光谱分布归一化，没有考虑目标照明体。缺点是fl不能作为校准系数。现在推荐使用fl定义误差。已表明如果选用像3.2.4中描述的五个光源用于确定fl(Z)最大值fl (Z)max那么在一般照明条件下最实际的光度测量误差将不超过fl(Z)max然而且(Z)值不应用于优化仪器特性。同时声明fl(Z)max和/1值作为仪器特性的更全面描述被认为是好的操作方法。3.2.4 用于估计可能误差的被测光源对于所选探测器，大量光源用于计算fl(Z)见式(3.1)J，探测器范围从照度计中使用的未校准的晒光电池到高度校正并部分滤光的硅光电池。这些计算表明，由于探测器的非标准光谱响应的误差可以通过对相对
25、少量光源计算最大fl(Z)来描述。这些光源选自那些光谱分布用于测试所选探测器的光源，以给出在大多数情况下的最大误差。表1给出了所选灯的相对光谱分布。随着灯技术的进一步发展，表1的光源目录可随将来的修订增加。对于特殊目的例如用光度仪器对信号灯或LED的评价，相对响应度(Z)应在每种情况下计算并GB/T 26177-2010/CIE 53-1982 校正测量值。对于用于根据其他特殊加权函数(如红痊、杀菌等)测量的仪器的评价还没有推荐的方法，这是由于它们的光谱响应度和校准光谱能量分布仍在考虑中。如果能够获得可被广泛接受的生物响应函数，本标准将补充这些内容。表1用于检查光度仪器V()校准的S()推荐值
26、 金卤灯三基色荧光灯管高压乘灯高压纳灯nm 3-化合物稀土380 0.000 0 0.000 0 0.010 7 0.029 4 0.452 4 390 0.000 0 0.000 0 0.013 9 0.029 0 0.525 5 400 0.011 6 0.048 3 0.018 6 0.088 4 0.610 8 410 0.011 7 0.073 4 0.022 7 0.153 4 0.740 1 420 0.013 6 0.016 7 0.027 5 O. 296 9 0.811 5 430 0.026 2 0.043 7 0.034 4 O. 197 5 0.744 8 440 0
27、.052 7 0.186 5 0.041 8 0.247 2 0.743 0 450 0.031 3 0.017 8 0.058 3 0.182 2 0.684 5 460 0.027 7 0.012 9 0.033 8 O. 215 3 0.809 2 470 0.024 1 0.013 7 0.096 1 O. 179 4 0.770 3 480 0.039 0 0.013 3 0.017 8 O. 155 0 0.772 0 490 0.1424 0.024 4 0.020 1 O. 165 0 0.715 8 500 0.037 3 0.009 6 0.221 0 0.232 8 0.
28、750 6 510 0.008 1 0.009 3 0.025 8 O. 162 5 0.736 1 520 0.004 4 0.008 9 0.037 1 0.193 8 0.705 3 530 0.009 6 0.012 4 0.012 3 0.440 0 0.692 0 540 0.447 3 0.029 3 0.016 6 l. 000 0 0.754 6 550 0.330 1 0.413 8 0.061 7 O. 317 8 0.911 3 560 0.046 6 0.021 3 O. 137 1 0.204 4 0.742 5 570 0.038 3 0.017 7 0.839
29、0 0.442 8 0.821 9 580 O. 155 7 l. 000 0 0.665 9 0.365 6 l. 000 0 590 O. 169 1 0.044 9 0.997 6 0.796 9 0.849 8 600 O. 134 4 0.023 1 l. 000 0 0.709 4 0.853 8 610 l. 000 0 0.060 8 0.478 5 O. 589 7 0.797 6 620 0.151 2 0.386 3 0.343 4 0.294 4 0.813 2 630 0.207 3 0.035 8 O. 175 1 0.208 8 0.748 8 640 0.023
30、 8 0.016 2 O. 135 4 0.220 0 0.694 3 650 0.052 6 0.025 1 O. 110 7 O. 190 9 0.631 1 660 0.014 2 0.015 6 0.095 9 0.202 2 O. 675 8 670 0.015 5 0.012 6 0.095 9 0.520 3 0.812 1 680 0.016 7 0.009 1 0.074 9 0.250 3 O. 672 9 690 0.018 2 0.034 7 0.046 8 O. 141 3 0.642 7 700 0.020 0 O. 130 8 0.038 6 0.116 3 0.
31、744 8 710 0.088 9 0.0243 0.035 9 0.106 6 0.410 7 720 0.000 0 0.006 8 0.033 8 O. 102 8 0.414 2 730 0.000 0 0.007 7 0.032 5 0.082 8 0.431 0 740 0.000 0 0.0000 0.032 0 0.096 3 0.325 4 750 0.000 0 0.0000 0.034 4 0.095 6 0.317 3 760 0.000 0 0.0000 0.043 1 O. 142 8 0.439 1 770 0.000 0 0.0000 0.078 0 O. 32
32、3 8 0.407 8 780 0.000 0 0.0000 0.034 9 O. 127 5 0.338 2 790 0.000 0 0.0000 0.035 0 0.091 6 0.346 9 800 0.000 0 0.0000 0.042 3 0.087 8 0.518 6 8 、，GB/T 26177-2010/CIE 53一19823.2.5 光度计的红外晌应度带有V().)函数校正相对光谱响应度的测量探头在红外波长范围不应有任何响应。为保证这一点，在CIE标准照明体A的照射下，入射光束的探测器测量探头的电子输出YIR在带有红外线滤光器，如SchottRG 780/3 mm , H
33、oya R 80/3 mm或其他等同的设备时和不带有滤光器时的相同光束的探测器电子输出YA的比值r应不超过10-3。r=比1033.2.6 独立于t，e和的s()时接近所希望的光谱响应度的s(.儿l应几乎独立于辐射入射角(e，cp)和光度计探头表面上的辐射人射位置。应确定这两个变量的大小并提供给使用者。很重要的一点是辐射度计的相对光谱响应度不应随时间t的变化而变化，以保证误差可通过使用校准因数而减小。如果绝对响应度随时间变化，而相对光谱响应度不变时，辐射度计应使用单独标准光源再次校准。然而，如果相对光谱响应度随时间变化，使用者就不能容易地再次校准辐射度计，而必须接受较大的未知误差或必须使用一个
34、非常接近被测光源的标准光源。或者，使用者必须重新测量相对光谱响应度，然后在测量不同类型光源时，必须再次计算可预见的误差。如果用校准因数来校正特殊光源的误差测量，应给出校准因数一年周期的预期稳定性。在一个较长时间段校准因数的预期变化是有用的。用于观察相对光谱响应度是否发生变化的测试方法十分有用，应当提供。这可以通过测试窄带宽玻璃滤光器和锐波滤光器对稳定光源的透射比实现。如果透射比变化超出了限值，那么就代表该设备需要重新校准光谱响应度了。3.3 方向性评价入射辐射方向评价的质量可以从误差/2(e，中得到/2(e，是在从方向阳，科的辐射测量中产生的微小误差。误差/2(e，伊)和/2(f2为所有方向的
35、加权整体)根据测量应用，用下列方式表示。为了评价整体，可使用求和，为此目的应确定L(e，科和/2毡，)并以角度E和伊最大间隔为10。给出。3.3. 1 辐照度计(照度计)校准通常在单向辐射到达角度e=O时进行。方向误差为:甲E阳Ttad/2 (位e，)二一一-一一一一一一一一一一一一-一1.川.(门3.2) 1 Erea回时a这里E，叫叫吨ng(咆川(e)和E叫ng(估e=O。丁)分别为入射角和O旷。时到达的辐照度E，分母是仪器的理想响应。E和伊的定义如图1所示，当辐照由半球辐射L(巾e，伊)引起时，仪器的微小误差由下式给出:f /2 (E，cp)L(e，cp)cose /2 = IJ) 2一
36、仆(e，cp)cose . ( 3.3 ) 将/2巾，)独立于伊，即/2巾，)=/2(e)，整体误差估计曾的实际表达为:piw d ciw nL n QU 、，/ec fk h 巧-adp一一, rrJ . ( 3.4 ) 这里用85。代替900，因为当E90。时/2(e)或一1。实际上该测量通常以5。为间隔进行。3.3.2 球面辐照度(照度)计校准通常在角度e=O，伊=0时进行，在角度e，cp时的方向性微小误差为: L (E，p)=L=常数9 GB/T 26177-2010/CIE 53-1982 E .1 ;nO (q;) 元，。但，cp)=;:eadmg ，-1 E,eading (0
37、,0) 这里应用的辐照度独立于E，并且角度如图2中所示。对于4立体角的辐射(亮度)分布L(E，cp)球面辐射测量中的整体误差由下式给出:. ( 3.5 ) J 12.0 (E，cp)L(E，讪12.0 =!.!时2.0-JL(E，cp)也为了找到一个可以用来给出球面辐照度(照度)计角度误差代表值的公式，使元，。位，独立于伊，即12 (E，= 12 (E)，整体误差估计怪的实际表达为:. ( 3.6 ) 户忆,d 户也n 03 、J向忆，、fJ 嚣FEltEldo-2 一-fJ ( 3. 7 ) 3.3.3 圆柱面辐照度(照度)计校准在角度E=/2，cp=0时进行。在角度E，cp时方向性微小误差
38、为:1i -CE-n 、1一QU一、1l/，一nu- rME一2L山一，thE飞、E一曲-E 一-0 E 7L JJ . ( 3.8 ) 角度E和伊如图3所示。对于4立体角的亮度分布L巾，伊)圆柱面辐照度测量中的整体误差由下式给出:j f 12.Z(E，cp)L(E，cp)si叫伊12.Z =Eoe=02. . . ( 3.9 ) f f L(E，cp)si叫伊这里分母为理想响应。使12.Z(E，独立于伊，即12.Z(E , cp) = 12.Z (E)，整体误差估计费的实际表达为:12.Z = ! J I 12.Z (E) Id ( 3. 10 ) 这里用850代替900，因为当E90。时，
39、/2.Z(E)或一1。实际上该测量通常以5。为间隔进行。3.3.4 辐射(亮度)计根据术语辐射的定义，辐射度计的响应度的方向分布在一小立体角应是恒定的，并且在此角度外为零，因此响应度的方向分布的完全描述为L. 田叫a伊并将响应度描述为E的函数。如果辐射度计在一个小角度被照射，响应度独立于伊是很重要的。当仪器在角E(如在E=O下观察)的读数为最大读数的1/2值时，E角则为仪器的特征值，通常在辐射度计说明书中以视角给出。这一具体值定义为标称半角。1/2)。应检查球面对称性，通过在八个等距?角上的标称半角上记录LmdH值，等于L，ead(E1(2呻1;)，仍=00，450，900，1350，1800
40、，2250，2700，3150。球面对称性由最大和最小读数间的相对偏差确定。fFL: (E1/2 , CPJ -L: (E1/2 ，但)(12 cp) = L:(EI/2仍)十L:(E1/2 ，轨).( 3.11) L (e:，)=L=常数Lread表示它并不是真实的辐射度(亮度)，而是从仪器读取的数值。10 GB/T 26177-2010/CIE 53-1982 rpi和机是L:d和Ld中的角。辐射度计的一个关键评价参数是1/100角，对于它1 L ,.ad (1/100) = L，时(=0)(3. 12 ) lUU/ -reau ,- -/ 100 3.4 非线性度非线性度可以通过一些方法
41、测量。使用较好的电路和适当的探测器，非线性度与其他误差相比应可忽略。一些使用带有安培表的探测器的仪器是非线性的，这与探测器特性和仪表阻抗有关。仪器零点设置的不合适也会产生非线性，但这里假设零点可以且将被精确设置。对于任何读数，非线性都是系统性的。根据校准时刻度的位置，误差可能是正的或负的，当这些误差与预期的测量准确性相比十分显著时应进行修正。描述非线性度的误差13(Y)可定义为:Y.oo Xl( 13CY) =一二旦.一主1 Y,.ad.K X 式中:Y，ead二一仪器(输出量)的读数;Y，ead.K一二校准水平的读数;X一一在读数Y，时下的输入量;XK 在读数Y叫.K下的输入量。(3.13)
42、 在整个仪器测量范围0XXmaxCXmax是所使用仪器的最大输入量)，推荐非线性度的所有误差由13(Y)的最大值描述。对于精密仪器，生产商应该在设备从最低到最高测量范围内进行几次校准并说明结果。在中间值范围内，在两个点进行校准就足够了，例如:在量程约30%和90%的位置。对于中等级别仪器，应给出最低范围和最高范围中心处的非线性度，以及最大的非线性度。为了避免误差的交叉关联，应在所有水平使用I样的光谱分布或注意消除光谱分布变化的效应。3.5 读数误差读数误差可能从模拟表的满量在;的5%到数字读数装置的J1不等。有必要在不同水平建立读数精度并选择仪表以满足要求。在所需测量中仪器读数误差必须小二r测
43、量的允许误差。该误差以范围内最大读数的百分比表达1t.Y(X) 14 CY) =一-一一-叫(3. 14 ) YCXmax) 这里t.Y(X)是输入量X的读数偏差，Xmax是达到最大读数的输入量。3.6 擅劳疲劳是在恒定输入及其他工作条件恒定情况下的可逆变化，由疲劳引起的误差五(t)定义为:式中:Y(t) 15 (t) =一一:-1Y(tO) t一一从照射探测器开始到一给定辅照度水平所经过的时间EY(t)一一-时间t时的读数;to一参照时间，如10s，与t为相同事件的测量。一个由疲劳引起的所有误差15可以定义为:15 =2:(30 min) 5 - Y Cl O s) (3.15) .( 3.
44、16) 推荐在出现疲劳的每一仪表量程范围的最大处测量疲劳，在测量疲劳的影响前，探测器必须在一规GB/T 26177-2010/CIE 53一1982定的时间间隔内(至少24h)避免受到光学辐射及其可感应的辐射。为了得到由于探测器温升引起的可能疲劳部分的真实效应，在测量疲劳特性时，不应采用特殊的预防措施控制仪器温度。3. 7 温度系数一般情况下，仪器的读数受到环境温度影响。由环境温度不同于校准温度To引起的误差16(T) 可定义为:式中:Y(T)一一环境温度T的读数;Y(T) !6(T) =一一一一-1Y(To) T。一一参照环境温度(在光度学中通常为25.C)。一般情况下力(T)几乎与T成线性
45、关系，所以这种温度的影响通常由温度系数描述。Y(T) -Y(T。)1 -.一-一-Y(To) .1 T t:. T=T-To 对具有良好温度控制的探测器和仪器a实际应为零。( 3. 17 ) .( 3.18) 如测量照度，的测量应该在1000lx , To =25 .C , T=40 .C和o.C的条件下进行。后者温度对于在室内使用的仪器不做要求，但对其他所有应用都是必要的。一般情况下，依赖于被测光源的光谱分布。因此，光度计的温度系数应根据CIE标准照明体A和大约D65的光谱分布确定。对辐射度汁，其他光源可能更合适。对于精密仪器，恒温是很必要的，否则可能发生相对光谱变化，以及绝对响应度变化。注
46、:测得的疲劳效应可能部分来自温度变化的效应。另一方面，为了避免疲劳的影响，温度系数的测量应在固定时问t(见3.6)进行。3.8 调制辐射的频率影晌对于辐射度计，如果用来测量周期模式下的灯，如高频荧光灯或发光二极管，必须有一个描述调制辐射频率对读数的影响的量。对于频率为的完全调制光的测量，误差17()定义如下:式中zY() 17 () - :/. , -1 Y( ).I =O Hz) ( 3.19 ) y( ).I =O Hz)一一稳定光下的读数;Y(一一以频率为调制的相同平均输入量光的读数，即输入量的算术平均值对于调制光和稳定光是相同的。对于照度计，一个代表性的误差17可以通过在平均照度E=l000 lx及正弦波v=1 kHz(lO kHz 更好)下测量得到。所有的光度计和辐射度计应进行测试以保证其测试工作在适用的50Hz或60Hz电源频率下的灯的平均连续辐射。用于脉冲光度
