照度计和亮度计的检定

出处：按学科分类—工业技术 企业管理出版社《计量专业工程师手册》第487页（1984字）

照度计和亮度计是最常用的光度测量仪器，广泛应用于照明工程和其他相关行业。

照度计的结构特点是在光度计的接收面上加装一个余弦校正器。根据照度的余弦法则，倾斜照射光线产生的照度值，应等于垂直照射光线的cosθ倍。一般光度计的光电敏感面深陷在外壳里面，必须在外壳上加装一个透光的修正器，才能使整个照度计的角响应特性符合余弦法则。图9．4－6所示为多种多样余弦校正器中的一种。

图9．4－6 照度计探头的结构

照度计的全面性能检验包括：光谱响应度与V(λ)函数的偏离程度、换挡误差、线性响应误差、疲劳误差、方向性误差和偏振误差等。但是最重要的是其照度指示值的准确度和溯源性。照度示值——勒克斯值必须能溯源到基本单位坎德拉。检定的依据是公式9．4－3，用一个已知光强值的标准灯，在光轨上改变灯丝平面到照度计接收面的距离，就可获得准确的照度值，与被检照度计的示值比较就可计算出示值误差。不同级别的照度计对示值误差有不同的要求，见表9．4－5。

表9．4－5 照度计的示值误差

亮度计的作用是测量发光面(或反光表面)的亮度，从结构上可分为两类，图9．4－7所示是成象式亮度计的结构，被测的发光面1被亮度计的物镜2成象在带孔的反射镜3上，可以证明被测面上的亮度L与其象面上的照度E成正比，即

E=KL (9．4－9)

式中K是比例常数，与物镜的参数有关。

反射镜3的小孔上的照度，可由光度计4测量，调整光度计的放大倍数就可使示值正好等于被测面的亮度。图中5为观察系统，便于对准要测量的部位。

图9．4－7 成象式亮度计

另一种亮度计是遮光筒式亮度计，结构比较简单，如图9．4－8所示。遮光筒的一端有一固定大小的开孔，筒内壁为黑色不反光，内有一些中心开孔的隔板以进一步减小内壁的反射，筒的另一端是一个带V(λ)修正滤光器有光电探测器，其输出信号接到一个放大、指示仪表上。

图9．4－8 遮光筒式亮度计

不同等级亮度计的允许误差如表9．4－6所示。现在某些高性能的亮度计带有自校准功能，有些还有内部校准光源。对于检定校准常数的亮度计，应将其折算成亮度示值来进行判定，并以100cd／m²标准亮度作为判断的基准点。

表9．4－6 亮度计的示值误差

检定成象式亮度计的主要设备为：光强标准灯及其配套的电源和电测仪表、光轨和标准白板。如图9．4－9所示，当标准灯在光轨上移动时，可在标准白板上产生不同数值的标准照度E，标准白板的亮度L与照度有如下关系

图9．4－9 检定成象式亮度计的光路图

式中β为标准白板的亮度系数，由计量部门标定。

检定遮光筒式亮度计的方法与检定成象式亮度计的方法相似，只需将标准白板换成透射式的漫射器，如乳白玻璃或磨砂玻璃。被检的筒式亮度计紧贴在透射式漫射器后面，计算亮度时，将式9．4－10中的β换为漫射器的漫透射系数τ即可。

【参考文献】：

［1］现代计量学概论，鲁绍曾主编，中国计量出版社，1987。

［2］现代计量测试技术，王江主编，中国计量出版社，1990。

［3］光度学，郝允祥等编着，北京师范大学出版社，1988。

［4］色度学，荆其诚等编着，科学出版社1979，。

［5］Principles Governing Photometry，Metrologia，19，97－101，1983．

［6］Accurate Measurement and Correction for Nonlinearities in Radiometers，J．Res．NBS，67A，1972．