1、ZTETG 中华人民共和国国家计量检定规程JJG 213-2003 分布(颜色)温度标准灯Standard Lamps for Distribution (Colour) Temperature 2003 - 05 -12发布2003 - 11 -12实施国家质量监督检验检疫总局发布JJG 213-2003 分布(颜色)温度标准灯检定规程Verification Regulation of Standard Lamps for Distribution ( Colour) Temperature ;JJG213- 2003; ;代替JJG213-1990 本规程经国家质量监督检验检疫总局于20
2、03年05月12日批准，并自2003年11月12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JJG 213-2003 本规程主要起草人:张艳华(中国测试技术研究院)谢兴尧(中国测试技术研究院)JJG 213-23 目录1 适用范围(1 ) 2 引用文献(1 ) 3 术语.( 1 ) 3. 1 光源的光谱分布温度(1 ) 3.2 光源的颜色温度(1 ) 4 概述(1 ) 5 计量性能要求(2 ) 5 . 1 标准灯的光电参数(2 ) 5 . 2 标准灯的年稳定性(2 ) 5. 3 标准灯的不确定度(2 ) 6 通用技术要求(2 )
3、 6. 1 外观要求(2 ) 6 . 2 标记(3 ) 6.3 包装(川7 计量器具控制(川7 .1 检定条件(川7. 2 检定项目(6 ) 7 .3 检定方法(6 ) 7 .4 检定结果的处理(10)7.5 检定周期(10)附录A最佳直线斜率的计算方法(11) 附录B计算光源分布温度的一般公式(12)附录C检定证书格式(13)附录D不确定度分析一一用光电分布温度比较仪检定(14)附录E不确定度分析一一用光谱辐射照度测量装置检定(16)JJG 213-2003 分布(颜色)温度标准灯检定规程1 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GB 57
4、02-1985 光源显色性评价方法引用时，应注意使用t述文献的现行有效版本。3 术语3.1 光源的光谱分布温度在某一波长范围At，A2J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以l2 内的光谱分布温度，简称分布温度。计算步骤及公式见附录Co3 . 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
5、作的，发光性能稳定的，具有无色泡壳的白炽鸽丝灯和石英泡壳澳鸽灯(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(380- 780 ) nm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，如白炽鸽灯，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度值也不相同
6、，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LT与对应分布温度值Td的变化关系，可用下式表示:JJG 213-2003 iT - io = B ( T d -T) + C( Td -T)2 式中:几一一参考点的分布温度值，K; i。一一对应于该参考点的灯电流值，A; B一一标准灯的线性项系数，A/K; C一一一标准灯的二次项系数，A/匠。对澳鸽灯，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系。、，A
7、，、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型号额定分布温度额定电压额定电流发光强度备注/K /V /A /cd BDQ - 3 2856 36 1.6 90 充气鸽丝灯BDQ-7 2856 92 2.9 450 充气鸽丝灯BDQ - 8 2856 100 6.3 1 100 充气鸽丝灯BFZ 3200 100 5.0 1500 石英澳鸽灯5.2 标准灯的年稳定性BDQ型标准灯，在2856K点，分布温度的年变化量:一级不超过6K;二级不超过10K。BFZ型标准灯，在3200K点，分布温度的年变化量:一级不超过10K;二级不超过15K。5 .3 标准
8、灯的不确定度各级标准灯总的扩展不确定度(p= 0.99)、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 各级灯总的扩展不确定度检定用上一级被检灯(单只灯p =0.99) 标准灯的级别级别2042 2353 2856 3200 一级8 10 15 20 工作基准i二级10 12 18 25 一级6 通用技术要求6.1 外观要求JJG 213-2003 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
9、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 . 1.1. 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30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，0.5 h 输出电压的变化:直流电掘应小于0.03%;交流电源应小于0.3%。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控电流不低于0.02级直流稳流(稳压)电游、直流数
10、字电压表或二级交直流电流(压)表控电流或电子交流稳压电源不低于0.2级7. 1.1.3 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)构成主要由输入光路部件、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。输入光路部件包括导轨、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
11、长范围不窄于(380- 780 )nm ;波长重复性优于土0.2nm;波比较灯2-一一-一一一D / . 90 ;一一!一一标准灯或被检叮JJG 213-23 透镜入射缝图1光谱辐射照度测量装置示例1一孔径光阑;2一快门;D一漫反射白板;F一滤光片;PM一光电倍增管;民一负载电阻(1M!1) 长准确度优于土0.5nm;单色仪的内部杂光分别用低气压Hg、Cd灯的谱线0= 435.8 , 546 . 1 , 643. 8 nm加相应干涉滤光片考查，在，三(，。一2)和 00 + 2)的范围内，杂光信号应小于谱线峰值信号的0.2%，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
12、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5nm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0.5h输出电压的变化不大于0.01%。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0.5h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。用标准灯标定比较灯时，其计算方法如下:若标准灯的分布温度值为凡，比较灯的分布温度值为TdC测得的比较灯与标准灯的相对光谱辐射照度比为的，则:lna, = c,( -J- -
13、-J-) , I一一-一一l一+L=Kx一+L= C 2 T d. - T dc J (2) K=叶先-去)(3) 式中:一一-波长;L一一常数;c2 = 1.438 8 X 1Q-2m. K。以lnA为纵坐标，11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= .6.(ln问)/.6.(1/，)(见附录A)。然后按下式计算出分布温度Tdc:4 JJG 213- 2003 1 1 K Tdc - Tds C2 7. 1. 2.2 光电分布温度比较仪(图2)R |l|l + (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;3一
14、漫透射毛玻璃(共三片);4蓝泼、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;P1, P2一光电倍增管一对;R，一固定电阻(40k!l);Rb一可变电阻箱(。但100kO); G一检流计;K一单刀三位开关;A一微安表(0-10A); V.一校准，使等于i，用的标准电压(+ 80 mV/5A) 1 )构成(4) 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，在入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
15、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峰值波长应分别在(660:t10) nm和(460士lO)nm范围内。总的光谱响应度对于波长运380nm和波长750nm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(Sb-Rb一Cs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1K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1001x升至1000 lx时，红蓝比的变化应运0.2%; 方向性:当人射积分球窗口
16、的角度在垂直方向附近变化:t15。时，红蓝比的变化应JJG 213-2003 运0.2%。稳定性:红蓝比的漂移每10min应运0.2%。2)测量原理用上一级标准灯作辐射照度红蓝比的标准，用分布温度比较仪直接测量被检灯的红蓝比，并调整被检灯电流使之与标准灯的红蓝比相等，此时被检灯的分布温度值即等于标准灯的分布温度值，其原理是用双色比法确定白炽灯的分布温度值。若标准灯的分布温度为Td，光谱辐照度为EU. , Td) ;在比较仪积分球中，若蓝滤光片光路中总的等效光谱透射率为b()，接收器的光谱响应度为rbU. ) ，输出的光电流为ib;对红滤光片光路，相应地分别为:, 0 ) , r, () , i
17、r ;则比较仪实测得到的红蓝比为:i _ I E(， Td)rrO)rr()d = = f( T d ) (5 ) tb IE(，Td)b()rb()d 当积分球内的涂料，所用的红、蓝滤光片、毛玻璃、接收器等固定后，上式之值便只与标准灯的分布温度值有关，记为iJi b = f( Td) ，且是-一对应的关系。若用桥式平衡方法(见图2)测量红蓝比，有:ibRb = irRr 即:Rb=irR Jib =f(Td) R r ( 6) 若固定尺，用只改变凡的办法来测量红蓝比，则凡的数值只和标准灯的分布温度有关，并一一对应;当桥路平衡检流计指零时，若R相同，则分布温度也相同。在实践中，为了消除接收器暗
18、电流等因素的影响，总是将Lr调到某一固定值i后，再测定红蓝比(Rb)。7. 1. 3 检定环境条件实验室应是暗室，无震动、无腐蚀性气体;光路周围应用黑绒布作围帐，避免环境杂光进入测量装置。实验室温度应为(23土2)C，相对湿度不超过853毛RH。7.2检定项目见表40检定及检查项目外观检查量值检定年稳定性表4首次检定后续检定+ + + + + 注:+表示需要检定的项目，-表示不需要检定的项目。7.3 检定方法6 使用中的检验+ + (仅2856K点)I JJG 213-2003 7 .3.1 灯的外观检查:将被检灯的泡壳清洁后，以洁白纱布或纸张作背景，在明亮白光照明下，日视检查外观，应符合6.
19、1和6.2的要求。7 .3.2 量值检定:对每只被检灯一般应检定三个点，并计算出内插公式及相关系数的值。7.3.2.1 用光谱辐射照度测量装置检定1 )装置的调整(见图1) 首先将单色仪及导轨调整水平，并使两条导轨的轴线垂直。调节漫反射板、透镜、人射狭缝兰者中心在同一条水平轴线上，并与单色仪的内光轴重合。改变透镜到漫射板之间的距离，使漫射板中心按1:1左右清晰成像在人射狭缝上，并均匀充满单色仪内的第一个准直镜。调整孔径光阑、快门、漫射板的中心，使在同一水平轴线上;调整灯丝平面与该轴线垂直并通过灯丝平面中心。调整漫射板转角，当转向比较灯或标准灯时，漫射板平面与测光轴的夹角均为450。杂散光的屏蔽
20、:导轨周围用黑绒布作围帐，在灯与漫射板之间，放置适当个数的孔径光阑，以屏蔽杂散光，但不得遮挡任何部位灯丝的发射光。单色仪的波长鼓应使用低气压Hg、Cd灯等进行校准，并作出校准曲线。2)操作步骤灯的安装:安装时戴洁白手套或垫以洁净的纱布，灯头在下，小心旋紧，使灯头与灯座之间有牢固的机械支撑及良好的电接触。灯的点燃:分别将比较灯和标准灯安装在漫反射板两侧的灯架上点燃。灯的供电及电测线路分别如图3、图4所示，其中电压测量线必须单独从灯头处接出，在图3中，测灯电流时应断开电压表。测量前，灯应在给定电流下预燃，对BDQ型灯至少需要5-8 min , BFZ型灯至少需要(10- 15 )min 。对于直流
21、点燃的灯，每点燃2h左右应交换一次供电极性。灯点燃和熄灭时，应缓慢升降电压;使用中不得超过额定电流的3%或额定电压的5%点燃，并应特别注意防止和减少灯的震动。仪器预热:灯电源预热0.5h，光接收器在一定输出下预照0.5h。测量波长选定:可选用460，500, 560 , 600 , 660 nm五个波长;或者(400- 700) nm范围每间隔10nm选定一个波长点，共31个。3)测量顺序先用标准灯组标定比较灯，再用比较灯标定被检灯。用标准灯组标定比较灯:固定标准灯在导轨一侧，比较灯在导轨的另一侧。标准灯点燃在给定的分布温度值下，比较灯点燃在分布温度值与标准灯大致相同的某一电流下。首次用全组标
22、准灯标定比较灯，且以后每年一次。以三只标准灯为例，其标准灯一侧的测量顺序如下:标准灯#1，#2, #3一一标准灯#3，#2, #1 当比较灯电流固定时，前后得到比较灯的分布温度值共六个，其最大差值，应不超过表5的规定，并取平均值为其结果。7 JJG 213- 2003 图3直流供电的电测线路图飞图4交流供电的电测线路图r-一丁:_L_J _J T, ，飞一交流调压器(220V/O - 250 V);飞一固定隔离变压器(220V/6 V) 用比较灯标定被检灯:先用一只标准灯复查标定比较灯，然后用比较灯再标定被检灯。以三只被检灯为例，其导轨标准灯一侧的测量顺序如下:标准灯#1一一被检灯们，# 2
23、, # 3一一被检灯#3，#2, #1 当比较灯电流固定时，复查得到比较灯的分布温度值一个，加上以前标准灯组标定的平均值共二个，其差值应不超过表5的规定，否则应启用第二只标准灯。对被检灯，两次结果的偏差也不应超过表5的规定，并取平均值作为检定结果。表5标定比较灯结果的最大差值及标定被检灯两次结果的差值被检灯级别2856 K点3200 K点一级运4K=二6K二级军三6K主三9K8 JJG 213-2003 的测量方法标准灯标定比较灯:将漫射板转向标准灯一侧，在指定的多个波长点下，由短波到长波，再由长波到短波往返读取各波长下的光电流值共2次，取平均值并以is()表示。再将漫射板转向比较灯一侧，用同
24、样的方法读取光电流，取平均值并以ic()表示，然后按下式计算出(相对)光谱辐射照度比的:= O)lisO) 将A值代人式(2)，再利用式(3)、(4)即可算出比较灯的分布温度值。比较灯标定被检灯:测量方法同上，不过此时比较灯相当于前一步的标准灯。7.3.2.2 用光电分布温度比较仪检定1)仪器的调整(图2)(7) 将比较仪积分球、孔径光阑安装在一条较短的水平导轨上，平面反射镜、孔径光阑、快门、灯架等安装在另一条水平导轨上，调整两条导轨中心轴线垂直。将标准灯和比较灯分别安装在平面反射镜两侧的灯架上;调整积分球人射窗口、孔径光阑、平面反射镜二者中心位于同一水平轴线上。固定平面镜，调整长轨上的灯丝平
25、面、孔径光阑、快门等，使诸中心与平面镜中心在同一水平轴线上，并使灯丝平面与该轴线垂直。调整反射镜转角，当转向标准灯或比较灯时，与测光轴的夹角均为4500杂散光的屏蔽:在灯与平面反射镜，平面镜与积分球之间，应放置适当个数的孔径光阑，以屏蔽杂散光，但不得挡住灯丝任何部位的发射光进入积分球。2)操作步骤灯的安装、点燃、仪器预热同7.3.2.1中2)的相关要求。3)测量顺序同7.3.2.1中3)的有关规定。不过在用标准灯组标定比较灯时得到的是比较灯的电流，用比较灯标定被检灯时得到的是被检灯的电流。将比较灯和被检灯电流的差值分别换算为分布温度的差值，其结果也应符合表5中的规定。否则该循环内的检定无效，若
26、复查标定比较灯时超差，应启用第二只标准灯。4)测量方法标准灯标定比较灯时(见图2)标准灯点燃在给定的分布温度下，比较灯点燃在分布温度大致与标准灯相近的某一电流下;平面镜转向标准灯一侧，开关K倒向校准挡，改变积分球可变光阑的大小，使检流计指零，即调整i的大小，使等于某一固定值i(如2A，也可直接用tr电路中的微安表测量控制);然后将开关K倒向测量挡，改变电阻凡，使检流计指零;再将平面反射镜转向比较灯一侧，开关K倒向校准挡，适当移动比较灯的距离(或改变可变光阑的大小)，使检流计指零。再将开关倒向测量挡，检流计一般不指零，此时改变比较灯的电流(固定Rb不变)，使检流计指零，如此反复几次，直至开关倒向
27、校准和测量挡，平面镜转向标准灯和比较灯时，检流计均指零，记下此时比较灯的电流值，其分布温度就等于标准灯的分布温度。9 JJG 213-2003 用比较灯标定被检灯时测量方法同上，不过此时比较灯相当于前一步的标准灯。7 .4 检定结果的处理7 .4.1 首先对比较灯，然后对被检灯的每个分布温度点，计算出平均值和平均值的A类标准不确定度，取平均值为最终检定结果，其不确定度应符合表2相关规定(见附录B)。7 .4.2 对每只被检灯应按公式(1)的形式，由三个分布温度点的检定结果计算出内插公式及相关系数，C的值。7 .4.3 检定结果的有效位数:应符合表6规定。同时应注明检定时所使用的设备及其他有关事
28、项。表6被检灯级别灯电流(或电压)的有效位数分布温度值(K)的有效位数一级5位4位二级4位4位7 .4.4 首次检定不计算标准灯的年稳定性。待经周期检定后，根据最近两次的检定结果再计算出标准灯的年变化量，应符合5.2规定，并据此定级。7 .4. 5 标准灯经检定后，符合第5章、第6章要求者，给出检定证书;否则给出检定不合格通知书。7 .4.6 因使用检定设备不同而引起对检定结果争议时，应以光谱辐射照度装置的检定结果为准。7 .4 .7 每只分布温度标准灯必须建立技术档案，其内填写历次的检定结果，累计点燃时间及使用情况等。7.5 检定周期标准灯的检定周期一般不超过1年。若不到1年而累计点燃时间达
29、到50h者也应送检。每次送检应带上次检定证书。10 JJG 213-2003 附录A最佳直线斜率的计算方法将测量波长人，( i = l , 2 , 3, , m , m为测量波长的总个数)及测得的该波长下的相对光谱辐射照度比()值填于下表，并完成表中其余各项的计算:t 2 3 4 . m ， 2 3 4 ， X, = 1/. y, = lna 由于以ln(;)为纵坐标，1/ 为横坐标作图，其图形为一直线，设最佳直线的方程为:ln)， = K x L (Al ) 当波长i的不确定度相对于i的不确定度较小时，最佳直线的斜率K的计算方法如下:、三哥则Xi = 11人，Y i = lni ( i =
30、1 , 2 , 3, , m) m (x;y，)一XiYiK = mx:一(第i) 2 i = J i = J (A2) (A3) 例如对规程中所推荐的五个测量波长(460，5， 560, 6， 660 nm)的情况，当标准灯的分布温度为2856 K，被检灯约为3200K时，其i的测量值分别为:3.239 , 2.960 , 2.630, 2.471 , 2.267。上式计算过程即为:(叼)= 9.200 1 x 10-3 nm-J , Xi = 9.141 4 x 10-3 nm-J , Y i = 4 .9507 i = J zxi=1例810-5nmJ，(2ze)2283566WnmJK
31、5x 9 . 200 1 x 10 - 3 - 9. 141 4 x 10 - 3 X 4.950 7 = .-1 -rlo- 11-j- -0 _ :;,.-: .5 = 541.6 nm 5 x 1.698 8 x 10 - 5 - 8.356 6 x 10 -由前式(4)即可计算出被检灯的分布温度值为32K。因截距L的值和需要的结果无关，可不考虑。11 JJG 213-2003 附录B计算光源分布温度的一般公式按国际照明委员会(CIE)关于光源分布温度的定义，若某光源在波长范围1, 2J内的光谱辐射照度(或相对光谱功率分布)测得为E0)，并与某一温度下黑体的光谱功率分布近似，则该光源在该
32、波长范围内的分布温度值的计算步骤如下:2r . E). () A(，T)=|IA2 J .1, 一P).(， T) 式中:A (， T)一一被测光源与黑体源相对光谱分布偏差的平方和(积分); E ()一一被测光源的光谱功率分布;p0， T)一一黑体的光谱功率分布，由Planck公式给出:P(，T)=c1 -5 exp!三三|一1- 1 r TI T一一黑体的温度;一一调整常数;C2 = l.438 8 x 1O -2m K。适当选取和T的值，当使得上式积分值A(，T)为最小值(Min)时的T的数值，就是所求的分布温度值。将式(Bl)对求偏导数，并根据极值条件解得:(Bl) (B2) S( T)
33、 -M( T) (B3) 式中:、Ad 、，T 、A飞、AP ,J 、自，、A/飞、AE 、AA,tEE.1t-= 一、BJZT r，、M (B4) 、A,d 、，T 、A，、叫，&、anp , 、l/T J，、饨，.、AE 、A、A|J= 、IJT J，、QU (B5) 此时A(，T)对参数取得极小值，用B(T)表示即为:2r.M(T)E() 12 B (T) = I 1 -(;/、n/、m、2d(B6)选取不同的T，当B(T)再取极小值时，此时的T就是所求的分布温度值Td了。对自炽鸽丝灯和可见区，一般取1= 4nm， 2 = 700 nm;计算的波长间隔A取10nm 或5nm。被测光源与黑
34、体光谱功率分布的最小均方根偏差(%)为:二与M(Td) E() 121 J = 1一引1一一一节x100 nA斗i-s(Td)PA(，Td) 式中:n一一求和计算的项数。式(Bl)到(B6)即为计算CIE所定义的分布温度值的公式。若标准灯在可见区的光谱功率分布用简化的Wien公式表示，可以证明，按式(Bl) -(B6)的计算结果与本规程中式(2)-(4)的计算结果是等同的。( B7) 12 JJG 213-2003 附录C检定证书格式(背面)检定结果灯型号灯电流i/A 灯电压U/V分布温度Td/K外观检查测光方向内iT - io = B (Td -T曲)+ C (Td -T呻)2插品。=A T
35、IJ = K 公式B= A/K c = A/K 使用注意事项:1 在点燃时，应缓慢升、降电压，避免突然通、断电源;且不得超额定电压的5%或额定电流的3%点燃;直流供电点燃时，每隔2h左右应交换一次供电极性。2 在保存、运输、特别是在点燃过程中应避免碰撞、震动及接触有害气体等。注:下次送检时，请注明累计点燃时间，并带此证书。13 JJG 213- 2003 附录D不确定度分析一一用光电分布温度比较仪检定分布温度标准灯不确定度的主要来源有二:检定用上一级标准灯的不确定度及检定过程中装置引人的不确定度。以一级被检灯为例分析评定如下:首先用工作基准灯组(3只)，借助于比较仪标定一只同型号的比较灯，再用
36、比较灯标定被检灯，以实现工作基准灯组所复现平均量值的向下传递。D.l 比较灯不确定度来源(见表D.1)1)工作基准灯组的不确定度:由建标报告给出，对2353K点和2856K点，其灯组平均值的标准不确定度分别约为:u) = 2.7 , 4 .0 K，估计()/u) =0.2，自由度)= 12。2)比较灯电流测控:其扩展不确定度为0.01%，按均匀概率密度分布估计，由此引起分布温度的标准不确定度，对2353K点和2856K点(下同)，分别约为:u2 = 0.10, 0.12 K，估计(U2 ) / u2 = O. 1 ，自由度2=50。3)比较灯灯电流平均值的A类标准不确定度，包括各工作基准灯间的
37、差异，换算为分布温度，分别约为:u ) = 1 . 0 , 1. 5 K，测量数为6(3只灯x2次)，自由度问=5。4)比较灯的年变化约为:问=0 . 2 K，估计(问)/均居0.2，自由度4= 12。此外背景杂光影响，当屏蔽较好时，背景杂光中非中性部分引起的不确定度可忽略。D.2 比较灯平均值的合成标准不确定度Uc综合上述分析，可认为各分量相互大致独立，可算得合成标准不确定度Uc及有效自由度e町，对2353K点和2856K点，分别约为:民=2.9，4.3 K，有效自由度cff= 15。其结果列于表D.1。表D.l比较灯的不确定度来源数值自由度序号j来费、符号2353 K点2856 K，点符号
38、数值工作基准灯组1 2.7 K 4.0 K 1 12 2 比较灯电测U2 Q. I0 K 0. 12 K 2 50 3 比较灯平均值(A类)U ) 1.0K 1.5K 3 5 4 比较灯年变化U4 0.2 K 0.2 K 4 12 合成标准不确定度U 2.9 K 4.3 K df 15 D. 3 一级被检灯的不确定度来源(见表D.2)1 )比较灯的合成标准不确定度:由前面分析，对2353K点和2856K点，分别约14 JJG 213-23 为:Utl = 2.9, 4.3 K，自由度Vtl= 15。2)被检灯电流测控:其相对扩展不确定度为0.02%，由此引起的标准不确定度，分别约为:t2 =
39、O. 20 , O. 23 K，估计(ut2)lut2=O.l，故取自由度t2=500 3)被检灯的A类标准不确定度，换算为分布温度差，分别约为:Ut3 = 0.3, 0.5 K，读数次数为16(2轮x8次)，自由度Vt3= 15 0 的被检灯与比较灯光谱分布的差异，通常在灯型号相同的情况下影响很小(应注意普通与石英泡壳的差异)，估计分别约为:Ut4 = 1. 5 , 2.0 K，( Ut4 ) I Ut4 = 0.25 ，自由度t4=8。此外背景杂光影响，当屏蔽较好时，背景杂光中非中性部分引起的不确定度，可忽略。D.4 被检灯的合成标准不确定度Utc综合上述分析，可认为各分量相互大致独立，可
40、算得合成标准不确定度Utc及有效自由度叭，cff，分别约为:Utc = 3.3 , 4.8 K，有效自由度t.eff= 21 -22。其结果列于表D.2。表D.2一级被检标准灯的不确定度数值自由度序号j来源符号2353 K点2856 K点符号数值比较灯U直12.9 K 4.3 K 11 15 2 被检灯电测U a 0.20 K 0.23 K 且50 3 被检灯平均值(A类)U 0.3 K 0.5 K 。15 4 光谱分布的差异U . 1.5 K 2.0 K 14 8 合成标准不确定度U1C 3.3 K 4.8 K l，eff 21 置信因子t O.99 2.85 2.85 扩展不确定度UT 9
41、.4 K 14 K 一一一D.5 被检灯的扩展不确定度UT在得到了一级被检灯的合成标准不确定度Utc及其有效自由度叭，eff以后，取p=0.99，查表得:tO.99 (t，efr) = 2.85 ，按公式UT= tO.99 (t ez)Ihc计算它的扩展不确定度，稍作放宽后，对2353K点和2856K点分别取为:UT=10, 15K。15 JJG 213-2003 附录E不确定度分析一一用光谱辐射照度测量装置检定以工作基准灯组(3只)检定一级被检灯为例:先用工作基准灯的2856K点标定一只约2850K的比较灯，再用比较灯标定约3201 K的被检灯，分析评定如下:在此情况下，要准确计算被检灯的不
42、确定度是困难的，但若取1 = 460 nm, 2 = 660 nm用双色比过渡公式却可近似地估算出来。由式(4)得到简化的测量数学模型:1 1 ? 1 -一-I , L , , x ln R T1 -T丛O2- 1) C2 式中:T，一一己知(标准)分布温度值;T1一-待测分布温度值;R一一待测灯与标准灯蓝红比的比值:R=-E，(I)IE.(1) E1(儿)1E, (2) (blr), -一一-一一n- E,(2)IE. (2) -E，(1)IE.(2) - ( blr), 其中:E，()，E，()分别为待测灯和标准灯的光谱辐射照度。其误差传递系数为:K3TtiTei 2 -一一.-.I -
43、d T. - T. ) K, = ， = 2 T, ， -s -一-2 - d1-ITsO-I) K , = t = I ， ， -. 一一一3 - d 22 T, (2 -I ) r r J T, T;I2 -二-L4 - a R - C2 (2-I)R 式中:R仍由式(El)反算得到。可见，其误差传递系数皆是丸，T，的函数。E .l 比较灯不确定度来源(E1) (E2) (E3) (E4 ) (E5) (E6) 用工作基准灯的2856K 点标定一只约2850K的比较灯，此时，T. = 2856 K , T, = 2 850 K , R = 0 .993 ，比较灯的不确定度来源分析见表E.l
44、。表E.l比较灯的不确定度来源(2856K 2850 K) Xj J kj u(X) . I Kj I J J 序(不确定度来( Xj的扩展(置信CXj的标准(传递系数)( T，的标准(自由度)号J 源)不确定度分因子，p不确定度分不确定度分量)= 0.99) 量)量)工作基准T;12 K 3 4.0 K 0.996 4.0 K 12 1 (460 nm ) 0.50 nm j6 0.2 nm 0.0430 K/nm 0.0086 K 12 2 测量-16 JJG 213- 2003 表E.l(续)Xj J kj U( Xj) IKj l Uj J 序(不确定度来( Xj的扩展(置信( Xj的
45、标准(传递系数)( T，的标准(自由度)号J 源)不确定度分因子，p不确定度分不确定度分量)=0.99) 量)量)2 (660 nm) J巳3 0.50 nm 0.2 nm 0.0209 K/nm 0.0042 K 12 测量4 R测量，. R 0.005 3 0.001 7 863 K 1.5 K曾5 5 比较灯电测0.01% J豆0.0058 % 20 K/( 1 %) (实测得到)0.12 K 50 6 比较灯年变化0.4 K 3 0.23 K 0.23 K 12 比较灯合成标Uc = 4.3 K er自15准不确定度祷:等同于比较灯分布温度平均值的A类标准不确定度。1)工作基准灯组的不
46、确定度:由建标报告，2 856 K灯组平均值的扩展不确定度为:1 = 12 K，按t分布计算，k1=3，u(X1)=4.0K，叫=IK1 1 u(X1) =4 .0 K，估计(1) 11 =0.2，自由度1= 12 0 2)波长1的测量:其2= 0.50 nm，波长鼓转动重复定位，按三角形概率密度分布计算，儿=品，u ( X 2) = O. 2 nm，问=1 K21 u(XJ = 0.009 K，估计(2)12 =0. 2 ，自由度2= 12。3)波长).2的测量:其3= 0.50 nm，按三角形概率密度分布计算，k3 = J画，( X J = O. 2 nm , u3 = 1 K3 1 u ( X 3) = O. 004 K，估计(3)13居0.2，自由度3= 12。可
