European knowledge baseEuropean calibration knowledge platform
Optical metrology · 31 perc

Spektrális illesztési hiba fotometriai measurementeknél

Miért függ a illuminance meter vagy luminancemérő hibája a vizsgált fényforrás spektrumától, mit jelent az f₁′ index, és miért is not sufficient önmagában a műszer adatlapja?

Spektrális illesztési hiba fotometriai measurementeknél – szakmai ábra

A photometer nem közvetlenül „luxot érzékel”. A detektor, a szűrők és az optikai rendszer spectral responsivitye közelíti a CIE fotopikus spektrális fényhatásfokot, a V(λ) függvényt. A közelítés maradék eltérése forrásfüggő hibát okoz.

A fotometriai measurement spektrális alapja

A fotometriai quantityek radiometriai teljesítményből származnak a V(λ) szerinti spektrális súlyozással. Egy ideális photometer relatív spectral responsivitye arányos V(λ)-val. Valós műszerben a detektor spektrális responsivitását szűrőkkel alakítják, therefore maradék eltérés mindig jelen van.

V lambda és a photometer spectral responsivityének eltérése
Az f₁′ egy integrált qualityi jellemző, de egy konkrét forrás measurement hibáját a műszer érzékenysége és a forrás spektruma együtt határozza meg.

Mit jelent az f₁′ index?

Az f₁′ index a photometer relatív spectral responsivityének V(λ)-tól való eltérését jellemzi meghatározott normalizálással és súlyozással. Hasznos műszerjellemző, mert összefoglalja a teljes látható tartomány illesztését. At the same time nem mondja meg közvetlenül, mekkora hiba jelentkezik egy adott LED, kisülőlámpa vagy keskenysávú forrás measurementénél.

Key point: két azonos f₁′ valueű műszer eltérő hibát mutathat ugyanazon fényforráson, mert az eltérés spektrális helye és előjele különbözhet.

Forrásfüggő measurement hiba

A spektrális illesztési korrekció a vizsgált forrás spectral power distributionának, a műszer relatív spectral responsivityének és a referencia V(λ) függvénynek az integráljaiból számítható. This means, hogy ugyanaz a photometer A-modelú izzólámpán kis hibát, egy keskeny kék csúcsú LED-en pedig lényegesen nagyobb eltérést mutathat.

LED-ek és keskeny spektrumok

LED-sourcesnál a spektrum often keskeny vagy több elkülönülő komponensből áll. A kék pumpa és a foszfor emisszió aránya, a csúcs hullámhossza és a spektrális félvalueszélesség mind befolyásolja a spectral mismatch korrekciót. A CCT vagy a chromaticity coordinate önmagában nem elég a korrekció pontos meghatározásához, mert metamer spektrumok azonos színjellemzők mellett eltérő műszerhibát okozhatnak.

Calibration és korrekció

A photometer hagyományos calibrationa often CIE A distributionú vagy ahhoz közeli referenciaforrással történik. Ez rögzíti a műszer skálatényezőjét a calibrationi spektrumra. Más spektrum measurementénél a spectral mismatchből eredő eltérés nem tűnik el a calibrationtól; vagy forrásspecifikus korrekciót kell applyni, vagy uncertaintyi komponensként kell kezelni.

Uncertaintyi komponens

A komponens assessmentéhez ismerni kell a műszer spektrális responsivitását és a forrás spektrumát, valamint ezek uncertaintyát. Egyszerűbb esetben a lehetséges forráscsaládokra számított korrekciók tartománya fit for use. Kritikus measurementeknél a forrásspecifikus spectral correction és annak teljes uncertaintyi modellje indokolt.

Gyakori félreértések

  • az f₁′ közvetlen azonosítása a measurement hibával;
  • annak feltételezése, hogy a calibration minden spektrumra korrigál;
  • CCT használata teljes spektrális információ helyett;
  • a spectroradiometer spektrális resolutionának figyelmen kívül hagyása;
  • a szűrők öregedéséből eredő spektrális változás elhanyagolása.

Elsődleges sources

  1. CIE 69:1987 – Methods of characterizing illuminance meters and luminance meters
  2. JCGM 100:2008 – Guide to the expression of uncertainty in measurement

A cikk a sources magyarázó feldolgozása. A normatív vagy hivatalos requirement megállapításához mindig az eredeti dokumentum valid kiadását kell használni.

Position in the knowledge system

Recommended next steps

Optical metrology áttekintése →
Foundation szint3 perc estimated reading8 fejezet
Szakmai edit

A accreditedcalibration.eu tartalma a LightingLab accredited calibrationi és measurementügyi tapasztalatára épül. A requirement, az útmutatás és a szakmai értelmezés a szövegben elkülönül.