常用电光源光色电系统的检测与分析

） ：
（ ３ ）
代 人式 （ １ ） ，得到被测光源光谱 功率分 布 Ｐ ） ：
・
２ ８・
２ ０ １ ３ 年３ 月
光 源 与 照 明
２ ０ １ ３ 年第 １ 期
平均 日光辐射 ）分别 照 明实验色板 ，测 出两者 的颜 色
Ｐ ＭＳ 一 ５ ０（ 增强型）可见光光谱分析系统 ；光度探 测器 ；温度 探测器 ；积分 球 ；ＷＹ 系列精密数显直流
稳 流稳压 电源。 通用标 准光 源 Ｄ ２ ０ ４ ；１ ０ Ｗ Ｌ Ｅ Ｄ灯 ；７ Ｗ 暖色紧 凑 型荧光灯 ；４ ０ Ｗ 白炽灯各 １ 只。
３ 测试 过 程
差 △Ｅ，根据公 式 （ ５ ）求出特殊显色性指数 Ｒ ｔ 。结合
公式 （ ６ ）可求出一 般显 色性指数 风 。
２ 测试仪器与测试光源
Ｐ ＭＳ － ５ ０（ 增强 型）紫外 一 可见 光一 近红外光谱分 析系统
的原理 图。Ｐ ＭＳ 一 ５ ０（ 增 强型）紫外 一 可见 光一 近红外光
谱分 析系统 的根本任务是测试 Ｐ ） （ Ｐ ）是待测色
光 的光谱 能量分 布。
图 １ 电光源检测硬件原理 图
号 ，驱动光栅扫描 ，实现从 ２ ０ ０ －８ ０ ０ ｎ ｉ ｎ或 ３ ８ ０ －８ ０ ０ ｎ ｎ ｌ 的光谱测量 。根据据 色度 学原理及 Ｃ Ｉ Ｅ关 于色度计 算 方 面的有关 推荐文件计算 出其光通量 、 光效 、 色坐标 、 色温 和显色指数 嘲 。
１ 测 试 理 论
分别把待测光 源和 已知光通量及 光谱能量分布 的标 准
灯置于 同一 积分球 中央 ，光通 过球壁 内表面均匀漫反
＝ Ｊ ３ ８ （ Ｐ （ ） （ ． （ ） ｄ 九
：
８０ Ｉ ７ ．
。
射 ，经光纤 ，汇聚在单色仪 的入射 狭缝 上 ，经单 色 仪分光后 的单 色光 由单色仪 出射缝 射出 ，并 由光 电倍 增管转换成 电信号 ，经电路放大处理 、Ａ ／ Ｄ转换 、将 数字信 号送人 计算机 。另外 ，计算 机发 出波长控制信
量分布 比较法 ， 即在相 同测试环境下 ， 在 同一 系统 中 ，
由式 （ ４ ）求 出的结果可 以得到被测 电光源 的色坐 标 、光效 叩 、色温 和显色指数 。 色坐标 ：色坐标是 Ｃ Ｉ Ｅ在大量心理学 和物理 学实 验基础上推 出的 ，主要是为 了客观 、统一地评价 光源 或物体 的颜色 。公 式 （ ３ ）为 １ ９ ３ １ Ｃ Ｉ Ｅ — Ｘ ＹＺ系统 色三 刺激值 的计算公式 。
０ 引 言
） ＝ｌ 丽 ｐ ｈ （ ２ ） ＝
－ Ｐ ０ ０
￣
，
（ ４ ）
传统测试 电光源参数 一般使用积分法光 度测试或 分光法光度测试 。此 次测试在 以往基础上 进行了一定 的改进 ，它有机结合 了两者测试 的优点 ，实现 了宽动 态范 围的光度线性 ，消除 了由于标 准光源与被测光源 强弱差异而 引起 的误 差 。测试原理 利用了相对光谱能
ｙ ＝ Ｊ ３ ８ ０ 尸 （ ） （ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ）
ｆ
７ ８ ０
一
（ ５ ）
ｚ ： ＝ ｊ ７ ８ ｏ Ｐ （ ） ． （ 工 ） ｄ 九 ０ 尸 （ ） ’ ｚ （ 工 ） ｄ 九
．
。
设 光源光谱功率分布为 Ｐ ） ， 积分球的光谱反射 比为Ｐ ） ，光纤 、光 学 系统及 滤 色片 的光谱 透 色 比 为ｆ ） ， 单色仪 的衍射效 率为 Ｔ ） ，光 电倍增管 的光 谱灵敏度为 ） ，那么光 电流信号为 ） ：
２ ０ １ ３ 年３ 月
光 源 与 照 明
２ ０ １ ３ 年第 １ 期
常用 电光源光色 电系统 的检测 与分析
周玉庭 马小军 刘怀宇 南京工业大学 自 动化与电气工程 学院 （ 南京 ２ １ ０ ０ ０ ９ ）
摘 要 针 对利用 传统 光谱 法 测试 电光 源参 数 严重 失真 这一 情况 ，通 过计 算机 及 相关 测试 设备 对 电光源 进行 参数 综合 分析 ，简 化 测 试方 法 、提 高测 试精 度 。采 用 对 比分析 测试 方 法 ，对 白炽 灯 、紧 凑型 荧 光灯 、发 光二 极管 （ Ｌ Ｅ Ｄ）灯 三种 电光 源 与标 准光 源进 行 对 比 ，测试 出三种 常用 电光源 的 光通 量 、光 效 、显色 性 、色 温 、色 度坐 标 、峰值 波 长 、功 率 、功率 因数 等性 能参 数 。简 要说 明测 试 过 程 ，并对 结果 进 行分 析 。 关 键词 电光源 ； 光色 电系统 ； 对 比分析 测试 ；性 能参 数
相 对光谱 能量分 布 比较法测试 过程如下 ：
Ｒｉ ＝１ ０ ０—４ ． ６ Ａ Ｅｉ ＝１ ～１ ４ ） （ ７ ）
Ｒ ｏ ＝
（ ８ ）
光 效： 叩 ＝ 妥
式 中：
（ ９ ）
仪器 的硬件原 理图如图 １ 所示 ，其 中虚线框 内是
光 源的光通量 ，单位 为 ｌ ｍ。 Ｐ光源所消耗 的电功率 ，单位为 ｗ 。 ， ７ 光效 ，单位为 ｌ ｍ／ Ｗ。
）（ １ ） ， ｐ ｂ ） ＝ ） ・ Ｐ ） ・ ｆ ） ・ ７ ） ・ Ｓ ） ＝ Ｐ ） －
ｆ ｘ ：
１ ｌ ： Ｘ ＋ Ｙ ＋ Ｚ
㈣
定义Ｋ ） 为测试系统 的光谱 响应 常数 ，
） 由
信号放 大 、 处 理 电路 和计算机 组成 的系统测试 获得 。
Ｋ ）通常用 已知 光谱功率分 布的标准辐射 体对测量
系统定标得到 。假设 用标准光源 Ｓ定标 ，定标 时测得
的光 电流为 ： ） ＝ Ｐ ） ・ ｐ ） ・ ｒ ） ・ ７ ） ・ Ｓ （ Ｚ ） ＝ ） ・ ｊ （ ＿ ） （ ２ ）
那 么测试 系统的光谱响应常数
Ｋ ）＝， 口 ｈ ）／ ）