光谱分析系统校准方法及不确定度评定

试验与检测　光谱分析系统校准方法及不确定度评定　范俊杰胡贤钟一琥于睛　杭州市质量技术监督检测院浙江杭州３１　００１　９　摘要：光谱分析系统是一种测量光源或物体的光谱功率分布，色温，　色品坐标，主波长，峰值波长　色纯度，色容差，显色指数、色比、光通量、　照度、亮度、辐射功率、光谱反射率、光谱透射率等光度、色度量。　本校准方法主要对光谱分析系统测量光源的光通量及色温参数进行校准，仅供　参考。　关键词：光谱分析系统光通量色温。　１范围　本校准规范规定了光谱分析系统的校准　条件和校准方法。本方法适用于新生产、使　用中和修理后的光谱分析系统的校准。　２引用文献　ＪＪＦ１０７１—２０００　国家计量标准规　范编写规则　ＧＢ６５９２　电子测量仪器误　差的一般规定　ＧＢ，ｎ　５０４３．２００８　白炽灯泡光电参　数的测量方法　ＪＪＧ（浙）８５．２００６　光谱辐射分析仪　适用本方法时，应注意适用上述引用文　献的现行有效版本。　３术语和定义　色温（Ｔ　）：表示光源光色的尺度，单位　为Ｋ。　光通量（０）：指人眼所能感觉到的辐射　功率，它等于单位时间内某一波段的辐射能　量和该波段的相对视见率的乘积，单位为ｌｍ。　４概述　光谱分析系统是一种测量光源或物体的　光谱功率分布，色温，色品坐标，主波长，　峰值波长、色纯度，色容差，显色指数、色　比、光通量、照度、亮度、辐射功率、光谱　反射率、光谱透射率等光度、色度量。　本校准方法主要对光谱分析系统测量光　源的光通量及色温参数进行校准。　５计量特性　５．１误差计算　Ｓ＝Ｘｘ—ＸＮ　式中：Ｘ　——被校显示值；　ＸＮ—－标准值。　６校准条件　６．１环境条件　６．１．１环境温度：（２０±５）℃；相对湿度：　≤８５％：　６．１．２不应有强光直射，室内不应有腐蚀　性气体、强烈震动或强电磁场干扰。　６．２测量标准及其他设备　６．２．１通标标准光源（参考电压２４Ｖ灯电　流２．１１９Ａ）　６．２．１．１光通量７７１．７１ｍ色温（Ｔｃ）：２８５６　Ｋ　６．２．１．２最大允许误差：ＭＰＥ：±１％　７校准项目和校准方法　７．１校准项目　校准项目包括光谱分析系统的外观、测　试光通量及色温。　７．２校准方法　７．２．１外观　７＿２．１．２外观结构应完好，面板指示、读　数机构、制造厂家、仪器型号、编号等均有　明确　７．２．２主要测量参数　７．２．２．２主要测量参数包括：光通量（１ｍ）　ｕ（ＵＮ）的不确定度来源主要由标准器的最　色温（Ｋ）　大允许误差引入。根据技术说明书所得，标　７．２．２．３主参量校准采用标准器法，按图１　准器在７７１．７１ｍ时的最大允许误差为ＭＰＥ：　连接测试线路　±１％，则其半宽区间为：±７，７ｌ７１ｌｍ。　在区间内可认为属于均匀分布，则　ａｌ＝７．７１７１ｍ　√３　可得“ｒ己　＝７．７１７／　．）≈４．４５６（１ｍ）　根据技术手册说明，该可靠程度较高，　取ＤＩ＝５０　３．１．２标准不确定度ｕ（Ｕｄ评定（Ａ类）　“　的不确定度主要是测量中的测量重　雷１　黻　＃＃　触§　箭薯∞　复性，可通过连续测量得到测量列。采用Ａ　按照图ｌ连接设备：把标准灯放入积分　类方法进行评定。对一台光谱分析系统所测　球内，调节直流电流电压至标准灯额定范围，　光通量在７７１．７１ｍ处连续测量ｌＯ次，分别为　预热（２０～３０）ｒａｉｎ后，由读出系统测量出光源　７７６．７，７７６．８，７７６．７，７７６．８，７７６．７，７７６．８，７７６．７，７７６．　相应光通量及色温。　６，７７６．６，７７６＿８单位（Ｔ）每次测量需重新调整　８校准结果表达　标准器和被测对象　８．１校准结果以校准证书的形式反映，证　单　次　实　验　标　准　差　书格式和所包含的信息应符合规定的要求。　８．２在通常情况下，校准证书中给出实测　ｍ）　值，并按测量功能分别给出测量范围内的最　，　，，　ｙ　：０．０７９（１小和最大测量不确定度，或给出典型测量点　实际检测时取单次测量值为最后测量结　的不确定度。顾客有要求时，可根据顾客要　果，则“　）＝Ｓ／１＝０．１９５（１ｍ）　求给予。　其自由度＝１０－１＝９　８＿３一般情况下，扩展不确定度Ｕ以包含　３．１＿３标准不确定度ｕ（Ｕ２）评定（Ｂ类）　因子ｋ＝２给出，顾客有要求时，可按Ｕ　给出，　由被检表分辨力引入的标准不确定度　此时，应给出有效自由度ｖｅ　。　ｕ（Ｕ２）的评定，在７７１．７１ｍ点时，被检表的分辨　光谱分析系统光通量误差测量结果不确　ｍ　定度的评定　叵　力为０．１ｌ则：“ｒ　）＝０．２９ｒ＝０．２９￣Ｏ．１ｌｍ＝０．０２９　ｌｍ　ｌ概述　４合成标准不确定度的评定　１．１测量依据：　４．１标准不确定度一览见下表　１．２测量方法：采用直接比较法。将通用　标准不确定度汇总表　标准光源放入光谱分析系统内。通用标准光　源，（参考电压２４Ｖ电流２．１１９Ａ）待稳定后读　标准不确　不确定　标准不　灵敏　Ｉ定度分量　度来源　确定度　系数ＣＣｉｉ　『　．）　取通用标准光源的光通量。　１－３环境条件：温度：（２０±５）℃；相对　“亿，ⅣＪ　标准误　差　４．４５６ｌｍ　１　４．４５６ｌｍ　湿度：≤８５％。　１．４测量标准：通用标准光源型号　ｕ　１）　重复性　误差　０．０７９ｌｍ　．１　０．０７９ｌｍ　２４Ｖ／５０Ｗ相关光通量７７１．７１ｍ，最大允许误差　±ｌ％　ｕ　０　分辨力　０．０２９ｌｍ　１　０．０２９　１ｎｌ　１．５被测对象（最佳被检）：被测光谱分　４．２合成标准不确定度的计算　析系统：　型号ＣＭＳ２０００测量光通量最小分　输入量ｕ（Ｕ９与“亿，ⅣＪ彼此独立不相关，　辨力０．１ｌｍ。　所以ｕ（ＡＸ）的标准不确定度为　１．６评定点：７７１．７１ｍ　“ｒ△　＝４４．４５６　＋０．０７９　一４．５（１ｍ）　２数学模型　５扩展不确定度的确定　△＝　一　取包含因子ｋ＝－２，扩展不确定度为　式中：　一被测线圈测量仪（Ｔ１　Ｕ＝ｋ“ｒ　＝２×４．５＝９１ｍ　【，　一标准线圈匝数值（Ｔ）　６测量不确定度的报告与表示　灵敏系数　Ｃ、＝ａ６／ＯＵ　＝１　在测量７７１　７时，相对扩展测量不确定度　ｃ　：８６ｆａＵ　＝－１　为　１．２％，ｋ＝－２扩展不确定度为Ｕ＝９　ｌｍ，　＝３输入量的标准不确定度评定　２　３．１输入量有三个不确定度来源，其不确　定度分别为“ｒ己ｒｊＪ，ｕ（Ｕ２）和ｕ（Ｕ，Ｏ。　３．１．１标准不确定度ｕ（ｕＮ）评定（Ｂ类）　商品与质量　２０１４年第２期　２７１