ГОСТ Р 55703-2013. Национальный стандарт Российской Федерации. Источники света электрические. Методы измерений спектральных и цветовых характеристик

(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 08.11.2013 № 1357-ст)

ИСТОРИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ АКТОВ

flowchart LR
  n0["ГОСТ 23198-78*"]:::rst
  n1["ГОСТ 23198-94"]:::rst
  click n1 "https://bukva.ai/docs/instruktsiya-2544r" "ГОСТ 23198-94. Межгосударственный стандарт. Лампы электрические. Методы измерения. Спектральных и цветовых характеристик (введен в действие Постановлением Госстандарта России от 12"
  n2["ГОСТ Р 55703-2013"]:::rst
  click n2 "https://bukva.ai/docs/gost-r-55703-2013" "ГОСТ Р 55703-2013. Национальный стандарт Российской Федерации. Источники света электрические. Методы измерений спектральных и цветовых характеристик (утв. и введен в действие Прика"
  n3["ГОСТ 23198-2021"]:::doc
  click n3 "https://bukva.ai/docs/standart-gost-23198-2021" "ГОСТ 23198-2021. Межгосударственный стандарт. Источники света электрические. Методы измерений спектральных и цветовых характеристик (введен в действие Приказом Росстандарта от 22.1"
  n2 --> n3
  n1 --> n2
  n0 --> n1
classDef rst fill:#FFEBEB,stroke:#8B0000,color:#000;
classDef doc fill:#EBFFEB,stroke:#006400,color:#000;
classDef notEnt fill:#FFFFEB,stroke:#FF8C00,color:#000;

1 июля 2014 года

1 РАЗРАБОТАН Государственным унитарным предприятием Республики Мордовия «Научно-исследовательский институт источников света имени А.Н. Лодыгина» (ГУП Республики Мордовия «НИИИС имени А.Н. Лодыгина»)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 332 «Светотехнические изделия»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 8 ноября 2013 г. № 1357-ст 4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на электрические источники света (далее — ИС): лампы накаливания, разрядные и светодиодные, светодиодные модули и светодиоды (далее — СД), имеющие сплошной, линейчатый или смешанный спектры излучения и устанавливает методы измерений спектральных и цветовых характеристик.

Настоящий стандарт не распространяется на ИС, применяемые в качестве рабочих средств измерения.

Стандарт не распространяется на светоизмерительные лампы и лампы-фары. Настоящий стандарт может быть применен для измерений характеристик ИС других типов, предназначенных для целей освещения.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.207-76 Государственная система обеспечения единства измерений. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения

ГОСТ 8.332-78 Государственная система обеспечения единства измерений. Световые измерения. Значения относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения

ГОСТ 9411-91 Стекло оптическое цветное. Технические условия

ГОСТ 10771-82 Лампы накаливания светоизмерительные рабочие. Технические условия

ГОСТ 18300-87 Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия

ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия

ГОСТ Р 54814-2011/IEC/TS 62504:2011 Светодиоды и светодиодные модули для общего освещения. Термины и определения

ГОСТ Р 55702-2013 Источники света электрические. Методы измерений электрических и световых параметров

ГОСТ Р 55704-2013 Источники света электрические. Термины и определения Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим выпускам ежемесячно издаваемого информационного указателя за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 54814 и ГОСТ Р 55704-2013, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 координаты цвета: Количество трех основных цветовых стимулов в данной трехцветной колориметрической системе, необходимое для уравнивания по цвету с измеряемым цветом.

3.2 цветовой стимул: Видимое излучение, попадающее в глаз и вызывающее ощущение хроматического или ахроматического цвета.

3.3 индекс цветопередачи: Общее понятие, характеризующее влияние спектрального состава излучения источника на зрительное восприятие цветных объектов по сравнению с восприяти d\lambda ем их при освещении стандартным \lambda источником света.

3.4 спектральная плотность (энергетической, световой или фотонной величины): Отношение энергетической, световой или фотонной величины, взятой в малом спектральном интервале , содержащем данную длину волны , к этому интервалу.

3.5 приемное устройство: Прибор, в котором под действием поглощенного излучения изменяется один из его параметров, поддающийся измерению.

3.6 монохроматор: Прибор, применяемый как источник монохроматического излучения при измерениях спектральных характеристик источников и приемников излучения в определенной области спектра.

3.7 спектрорадиометр: Прибор для измерения энергетических величин в узких интервалах длин волн определенного спектрального диапазона.

3.8 коррелированная цветовая температура Tкц: Температура черного тела, при которой координаты цветности его излучения близки в пределах заданного допуска к координатам цветности рассматриваемого излучения на цветовом графике МКО.

3.9 чистота цвета: Характеристика ощущения цветности цветового стимула, которая позволяет оценить долю светлоты в общем цветовом ощущении.

4 Общие требования к проведению измерений

4.1 Условия проведения измерений

При выполнении измерений соблюдают следующие условия, если иное не оговорено в стандартах и технических условиях на ИС конкретных типов:

• температура окружающего воздуха (25 +/- 10) °C;
• относительная влажность (65 +/- 20)%;
• атмосферное давление (101 +/- 4) кПа;
• напряжение питающей сети (220 +/- 22) В, частота тока 50 Гц.

Измерения характеристик люминесцентных ламп проводят при температуре окружающей среды от 20 °C до 27 °C. Измерения характеристик СД, светодиодных ламп и светодиодных модулей проводят при температуре окружающей среды (25 +/- 2) °C.

4.2 Требования к средствам измерений и испытательному оборудованию

4.2.1 Средства измерений должны быть поверены, испытательное оборудование должно быть аттестовано в установленном порядке.

4.2.2 Электрические системы питания должны соответствовать требованиям ГОСТ Р 55702 (пункт 5.1). Электроизмерительные приборы должны соответствовать требованиям ГОСТ 22261.

5 Методы измерения спектральной плотности энергетической величины

Методы основаны н \Delta\lambda а сравнении по спектру рабочего и измеряемого ИС.

Шаг сканирования при измерении спектральных характеристик по длинам волн должен составлять не более:

• 10 нм — для ИС со сплошным спектром;
• 5 нм — для ИС с линейчатым спектром;
• 1 нм — для СД.

5.1 Измерения относительных значений спектральной плотности энергетической величины

Измерения проводят с использованием спектрорадиометра или измерительной спектральной установки.

5.1.1 Измерение с использованием спектрорадиометра

Для измерения используют спектрорадиометры, имеющие отсчет показаний непосредственно в единицах относительной спектральной плотности энергетической величины.

5.1.2 Измерение с использованием измерительной спектральной установки

Метод измерения приведен в приложении А.

5.1.2.1 Обработка результатов измерений \lambda i_{0}(\lambda) i(\lambda) p(\lambda)

Относительное распределение спектральной плотности энергетической величины определяют отношением показаний прибора, измеряющего фототоки, обусловленные излучением измеряемого и рабочего ИС для каждой измеряемой длины волны

p(\lambda) = p_{0}(\lambda) \frac{i(\lambda)}{i_{0}(\lambda)} ,

p_{0}(\lambda)

где — относительная спектральная плотность энергетической величины рабочего ИС, отн. ед./нм. p(\lambda) При измерении ИС, имеющих сплошной спектр излучения, относительное распределение спектральной плотности энергетической величины измеряемого ИС, , отн. ед./нм, рассчитывают по формуле

p(\lambda) = K(\lambda)i(\lambda),

i(\lambda)

K(\lambda) где — показание прибора, измеряющего фототок приемного устройства в делениях;

• градуировочный коэффициент, вычисляемый по формуле

K(\lambda) = \frac{p_{0}(\lambda)}{i_{0}(\lambda)} ,

p_{0}(\lambda)

i_{0}(\lambda) где — относительная спектральная плотность энергетической освещенности рабочей лампы накаливания, отн. ед./нм;

• значение фототока приемного устройства при освещении его рабочим ИС, деление. \Delta\lambda

Измерения ИС, имеющих линейчатый или смешанный спектр излучен p_{\Delta\lambda} ия, проводят \Delta\lambda ступенчатым методом, разделяя область спектра на интервалы — сту i(\lambda) пени . Относительную спектральную плотность энергетической величины в интервале определяют на основании показаний прибора, измеряющего фототок , и рассчитывают по формуле

p_{\Delta\lambda}(\lambda) = i(\lambda)C(\lambda)\Delta\lambda = i(\lambda)C(\lambda)D(\lambda)I_{\text{вых}},

\lambda

D(\lambda) где — длина волны, соответствующая середине выделяемого спектрального интервала, нм;

• обратная линейная дисперсия, нм/мм;

C(\lambda) Iвых — ширина выходной щели, мм;

• градуировочный коэффициент, рассчитанный по формуле

\text{С}(\lambda) = \frac{p_{0}(\lambda) + p_{\lambda,0}(\lambda)\Delta\lambda}{i_{0}(\lambda)} , (5)

p_{0}(\lambda)

p_{\lambda,0}(\lambda) где — относительная спектральная плотность энергетической величины линии рабочей разрядной лампы, отн. ед.;

\Delta\lambda — относительная спектральная плотность энергетической величины непрерывного излучения рабочей разрядной лампы, отн. ед./нм;

• спектральный интервал, нм, пропускаемый спектральным прибором, рассчитываемый по формуле

\Delta\lambda = l_{\text{вых}}D(\lambda),

D(\lambda) где lвых — ширина раскрытия выходной щели спектрального прибора, мм;

• обратная линейная дисперсия, нм/мм. \Delta\lambda

Спектр представляют на графике в виде соприкасающихся прямоугольников шириной .

Результаты спектральных измерений оформляют в виде таблицы значений распределения относительной спектральной плотности энергетической величины ИС, приведенных к значению 100 в максимуме или другой удобной точке.

Результаты приводят к равному спектральному интервалу. Спектральные линии относят к тому же спектральному интервалу.

5.1.3 Погрешность измерений

Относительная погрешность измерений относительной спектральной плотности энергетической величины ИС должна быть не более:

• 5% — для видимой области спектра 0,38 — 0,78 мкм;
• 7% — для ИК-области спектра 0,78 — 2,5 мкм;
• 15% — для УФ-области спектра 0,25 — 0,38 мкм. Метод определения погрешности измерений спектральных характеристик ИС приведен в приложении Б.

5.2 Измерение абсолютных значений спектральной плотности энергетической величины

Измерения выполняют:

• методом сравнения по спектру абсолютных значений характеристик рабочего и измеряемого ИС;
• методом перехода от измеренного значения относительной спектральной плотности энергетической величины к абсолютному значению определением абсолютирующего множителя.

5.2.1 При измерении абсолютных значений применяют то же испытательное оборудование, что и для измерения относительных значений, оборудование для измерения интегральных значений фотометрических величин по ГОСТ Р 55702.

Для измерения интегральных значений энергетических величин ИС используют то же оборудование, что и для измерения интегральных значений световых величин, и рабочие ИС, для которых известны абсолютное значение соответствующей энергетической величины и спектральный состав излучения.

Допускается применение других средств измерений и испытательного оборудования, обеспечивающих требуемую точность измерения.

5.2.2 Проведение измерений и обработка результатов

5.2.2.1 Порядок проведения измерений и обработка результатов — методом сравнения по спектру абсолютных характеристик рабочего и измеряемого ИС по 5.1.

При измерении ИС устанавливают с учетом закона квадратов расстояний на \alpha фиксированном расстоянии от диффузно-рассеивающей белой пластины, освещающей входную щель спектрального прибора. При отклонении от закона квадратов расстояний рассчитывают коэффициент , характеризующий величину этого отклонения, по формуле

\alpha = f(\frac{L}{l}), (7)

где L — расстояние от центра ИС до точки измерения, мм;

l — длина светящего \alpha = f(\frac{L}{l}) ся столба, мм. Кривая зависимости приведена на рисунке 1.

Рисунок 1

[p_{\lambda,\text{абс}}(\lambda)] Абсолютное значение спектральной плотности энергетической величины с учетом интегральных световых и энергетических величин рассчитывают по формуле

p_{\lambda,\text{абс}}(\lambda) = K_{\text{абс}}p(\lambda), (8)

p(\lambda) где Kабс — абсолютирующий множитель, Вт/м2;

• относительное значение спектральной плотности энергетической величины.

5.2.2.2 При определении значения множителя Kабс с учетом p(\lambda) интегрального значения световой величины необходимо:

• измерить относительную спектральную характеристику ИС в соответствии с 5.1;
• измерить световую величину по ГОСТ Р 55702;
• рассчитать множитель Kабс по формуле

K_{\text{абс}} = \frac{p_{v}}{683 \int_{380}^{780} p(\lambda)V(\lambda)d\lambda} ,

p(\lambda) где pv — измеренное значение световой величины;

• относительная спектральная плотность энергетической величины ИС;

V(\lambda) 683 — максимальная спектральная световая эффективность, лм/Вт;

• относительная спектральная световая эффективность монохроматического излучения для дневного зрения.

5.2.2.3 При определении значения множителя Kабс с учетом p(\lambda) интегрального значения энергетической величины, необходимо:

• измерить относительную спектральную характеристику ИС в соответствии с 5.1;
• определить интегральную энергетическую величину ИС по показаниям прибора, измеряющего фототок приемного устройства от рабочего и измеряемого ИС, и расчетом по формуле

p_{e} = \frac{i}{i_{0}} \frac{\int_{380}^{780} p_{0}(\lambda)S(\lambda)d\lambda \int_{380}^{780} p(\lambda)d\lambda}{\int_{380}^{780} p(\lambda)S(\lambda)d\lambda \int_{380}^{780} p_{0}(\lambda)d\lambda} p_{e,0},

, — относительные спектральные плотности энергетической величины измеряемого и рабочего ИС соответственно;

K_{\text{абс}} = \frac{p_{\text{е}}}{\int_{380}^{780} p(\lambda)d\lambda} , (11)

где pe — значение интегральной энергетической величины измеряемого ИС.

5.2.3 Погрешность измерений

Относительная погрешность измерений должна быть не более:

• 7% — для видимой области спектра 0,38 — 0,78 мкм;

- 10% — для ИК-области спектра 0,78 — 2,5 мкм;

- 15% — для УФ-области спектра 0,25 — 0,38 мкм. Метод определения погрешностей измерений по приложению Б.

6 Методы определения координат цветности

Координаты цветности определяют спектрорадиометрическим методом, методом фотоэлектрической колориметрии или измеряют спектральными приборами.

6.1 Спектрорадиометрический метод

Для определения координат цветности проводят измерения спектральной плотности энергетической величины по 5.1.

6.1.1 Расчет координат цвета X, Y, Z и далее координат цветности x, y проводят по формулам

(12)

y = \frac{Y}{X + Y + Z} = \frac{Y}{m} , x = \frac{X}{X + Y + Z} = \frac{X}{m} ; (13)

p(\lambda)

\overline{x}(\lambda) гд \overline{y}(\lambda) е \overline{z}(\lambda) — спектральная плотность энергетической величины ИС;

, , — ординаты кривых сложения МКО 1931 г. приведены в таблице В.1 (приложение В);

m = X + Y + Z — модуль цвета.

6.1.2 При расчете интегрирование заменяют суммированием произведений подынтегральных функций формулы (12)

(14)

\Delta\lambda

При расчете координат цветности ИС со спектром \Delta\lambda = 10\text{нм} , в котором линии и фон представлены отдельно, излучение в линиях относят к тому же \Delta\lambda спектральному интервалу , по которому проводят расчет.

Для стандартных люминесцентных ламп принимают . Для ламп, в спектре которых есть нерегулярности в интервале менее 10 нм, интервал должен быть не более 5 нм.

Расчет координат цветности ИС, спектр которых представлен в ступенчатом виде, проводят со спектральным интервалом, соответствующим ширине ступени.

6.1.3 Погрешность измерения

Абсолютная погрешность определения координат цветности ИС должна быть в пределах +/- 0,005.

6.2 Метод фотоэлектрической колориметрии

Для определения координат цветности ИС необходимы рабочие ИС по ГОСТ 8.205 и фотоэлектрические колориметры.

6.2.1 Рабочие источники света

В качестве рабочего ИС применяют ИС типов A, B, C. Рабочие ИС должны быть поверены по координатам цветности.

Допускается применять контрольные ИС того же типа, что и измеряемые, по А.1.1.4 (приложение А).

Для измерения координат цветности цветных миниатюрных и сверхминиатюрных ламп накаливания в качестве рабочих \overline{x_{\text{н}}}(\lambda) ИС \overline{y}(\lambda) д \overline{z}(\lambda) опускается применение светоизмерительных ламп накаливания силы света с цветовой температурой Tc = 2360 К, координаты цветности которых известны. Лампы должны быть поверены по Tc = 2360 К.

6.2.2 Фотоэлектрические колориметры должны иметь приемные устройства с кривыми спектральной чувствительности , , . \tau>10\%

Степень соответствия указанных кривых должна быть такой, чтобы погрешность измерения координат цветности при использовании цветных светофильтров средней насыщенности цвета и коэффициентом пропускания не выходила за пределы +/- 0,010.

6.2.3 Цветные светофильтры выбирают с учетом обеспечения измерений в видимой области спектра. Типы цветных светофильтров, поверенных по координатам цветности в установленном порядке, приведены в таблице Г.1 (приложение Г).

6.2.4 Порядок проведения измерения

Для установки измеряемых, рабочих ИС и колориметрической головки используют фотометрическую скамью по ГОСТ Р 55702 (пункт 7.2.1).

Световые центры измеряемых и рабочих ИС располагают на одной оси, проходящей по нормали через центр приемного устройства колориметра.

Измеряемый ИС устанавливают на расстоянии, соответствующем не менее 1,5 его длины от приемного устройства.

Положение ИС при измерении — по стандартам и техническим условиям на ИС конкретных типов.

Характеристики излучения измеряют от всей светящейся части ИС, если иное не установлено в стандартах и технических условиях на ИС конкретных типов. Посторонний свет не должен попадать на приемное устройство колориметра.

6.2.5 Градуировка фотоэлектрических колориметров

Градуировку колориметров проводят по светоизмерительным лампам накаливания.

Для более точных измерений применяют градуировочный светофильтр, корректирующий спектр излучения лампы накаливания с излучением измеряемого ИС. Градуировочный светофильтр должен быть в комплекте колориметра. Градуировкой колориметров определяют градуировочные коэффициенты Cx, Cy, Cz по известным значениям координат цветности излучения и соответствующим значениям фототоков по соотношениям

(15)

где xki, yki — координаты цветности излучения, по которому проводят градуировку;

ix(r), iy(r), iz(r) — фототоки приемного устройства колориметра от излучения, по которому проводят градуировку.

Градуировку колориметра проводят перед каждой серией измерений, но не реже одного раза в 3 мес.

6.2.6 Подготовка к измерениям

6.2.6.1 Рабочие ИС протирают чистой и мягкой тканью, смоченной этиловым спиртом по ГОСТ 18300. При обращении с рабочими ИС в процессе измерений используют хлопчатобумажные перчатки.

Перед началом измерений рабочие ИС стабилизируют при напряжении или токе, указанных в их свидетельстве о поверке.

6.2.6.2 Измеряемые ИС подвергают предварительному отжигу и стабилизации излучения в течение времени, указанного в стандартах и/или технических условиях на ИС конкретных типов.

Разрядные лампы перед измерениями допускается включать на 15 мин вне колориметра и на 5 мин после их установки в колориметр.

6.2.6.3 Приемное устройство должно быть освещено, если это указано в инструкции по его эксплуатации. Уровень освещенности должен соответствовать значению, создаваемому измеряемым ИС.

6.2.6.4 Все приборы, входящие в состав измерительной спектральной установки, должны быть включены на время, указанное в их эксплуатационной документации.

6.2.7 Проведение и обработка результатов измерений

Определяют значения фототоков ix, iy, iz трех приемных устройств колориметра или одного приемного устройства, освещаемого последовательно через разные светофильтры. По значениям фототоков рассчитывают координаты цвета X, Y, Z по соотношениям

(16)

где Cx, Cy, Cz — градуировочные коэффициенты.

Координаты цветности ИС x, y определяют по формулам (13).

6.2.8 Погрешность измерений

Абсолютная погрешность измерения координат цветности ИС колориметрическим методом должна быть:

- +/- 0,010 при градуировке колориметра по источнику А;

- +/- 0,008 при градуировке колориметра по источнику А с использованием градуировочного светофильтра; - +/- 0,005 при градуировке колориметра по ИС того же типа, что и измеряемый ИС.

6.3 Измерения спектральными приборами

Измерения проводят спектральными приборами, которые настраивают на измерение координат цветности, или другими средствами измерений, обеспечивающими заданную точность. Погрешность при измерении спектральными приборами должна быть в пределах, указанных в эксплуатационной документации.

7 Метод контрольных цветов для оценки цветопередачи

Цветопередачу оценивают индексами цветопередачи, которые определяют по величинам цветовых различий стандартных цветных отражающих образцов и измеряемого ИС.

Общий индекс цветопередачи Ra определяют как усредненную характеристику восьми стандартных образцов средней насыщенности в красной, желтой, зеленой и синей областях спектра, а также образцов, воспроизводящих цвет человеческой кожи и зеленой листвы. Метод изложен в приложении Е.

8 Спектрозональный метод оценки цветопередачи

Метод применяют для оценки цветопередачи люминесцентных ламп в целях непосредственного контроля правильности технологического процесса, с использованием установок для измерения распределения спектральной плотности энергетической величины.

8.1 Проведение измерения и обработка результатов

8.1.1 Оценку цветопередачи проводят на основе данных относительной спектральной плотности энергетической величины ИС методом измерения по 5.1. 8.1.2 Значения относительного распределения светового потока ИС по восьми спектральным зонам должны соответствовать допустимым значениям, указанным в стандартах и технических условиях на ИС конкретных типов. Границы спектральных зон приведены в таблице 1.

Таблица 1

8.1.3 Вычисление доли светового потока ИС для спектральной зоны fi, %, проводят по формуле

f_{i} = \frac{\int_{\lambda_{i}\prime}^{\lambda_{i}\prime\prime} p(\lambda)V(\lambda)d\lambda_{i}}{\int_{380}^{780} p(\lambda)V(\lambda)d\lambda} 100,

p(\lambda) где i = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8;

V(\lambda) — относительная спектральная плотность энергетической величины ИС;

\lambda_{i}\prime — \lambda_{i}\prime\prime относительная спектральная световая эффективность монохроматического излучения для дневного зрения;

, — длины волн, соответствующие границам i-й спектральной зоны. При проведении расчетов интегрирование заменяют суммированием

(18)

\Delta\lambda_{i} = 10\text{нм} \Delta\lambda_{i} = 5\text{нм} Для спектральных зон I — III, VII, VIII — , для IV — VI — . Световой поток линий относят к тем же спектральным интервалам. Световые потоки для длин волн, соответствующих границам зон, делят пополам между смежными зонами.

9 Метод определения содержания красного излучения

Относительное содержание красного излучения в спектре ртутных ламп высокого давления определяют по результатам измерений спектральной плотности энергетической величины или фотометрических характеристик.

9.1 Подготовка, порядок проведения измерений и обработка результатов приведены в 5.1. Относительное содержание красного излучения в спектре ламп Фк, %, вычисляют по формуле

\Phi_{\text{к}} = \frac{\int_{600}^{780} p(\lambda)V(\lambda)d\lambda}{\int_{380}^{780} p(\lambda)V(\lambda)d\lambda} 100, (19)

p(\lambda)

V(\lambda) где — относительная спектральная плотность энергетической величины ламп;

- относительная спектральная световая эффективность монохроматического излучения для дневного зрения.

9.2 Для определения содержания красного излучения по фотометрическим характеристикам используют:

- рабочие ИС или контрольные лампы с известными значениями относительного содержания красного излучения Фк,0 того же типа, что и измеряемые;

- фотометрический шар и приемное устройство по ГОСТ Р 55702 (пункт 6.1.1);

- красный стеклянный светофильтр с границей пропускания 600 нм по ГОСТ 9411 (например, светофильтр марки КС-11).

9.2.1 Проведение и обработка результатов измерений

9.2.1 Проведение и обработка результатов измерений

Подготовка, порядок проведения и методы измерений приведены в приложении А и ГОСТ Р 55702 (пункты 6.1.2 — 6.1.4). Относительное содержание красного излучения Фк вычисляют по формуле

\Phi_{\text{к}} = \Phi_{\text{к},0} \frac{i_{0}}{i_{\text{к}}} \frac{i_{0,\Phi}}{i_{\text{к},\Phi}} , (20)

где Фк,0 — красное излучение рабочего ИС или контрольной лампы («красное отношение»);

i0, iк — значения фототоков рабочего ИС (контрольной лампы) и измеряемого ИС соответственно; i0,Ф, iк,Ф — значения фототоков рабочего ИС (контрольной лампы) и измеряемого ИС соответственно при использовании красного светофильтра.

10 Метод измерения коррелированной цветовой температуры

При определении коррелированной цветовой температуры (КЦТ) применяют установки по 5.1 или спектральные приборы, обеспечивающие требуемую точность измерения, настроенные на измерение КЦТ, или рассчитать координаты цветности по разделу 6. На график цветностей МКО 1931 г. с нанесенными четырехугольниками допустимых отклонений КЦТ (рисунок 2) определяют, в какой из них попадает точка с найденными координатами цветности.

Рисунок 2 — График цветностей МКО 1931 г. (фрагмент для диапазона цветовых температур 2500 — 7100 К)

Значение КЦТ измеряемого ИС определяют по номинальному значению КЦТ соответствующего четырехугольника. Относительная погрешность определения КЦТ не более +/- 1,5%.

11 Метод определения доминирующей длины волны и чистоты цвета

\lambda_{d}

Доминирующую дл \lambda_{d} ину волны и чистоту цвета определяют в биполярной системе , pc, основанной на представлении каждого цвета как смеси монохроматического и стандартного ахроматического излучений. \lambda_{d} В этой системе — доминирующая длина волны монохроматического излучения, смешиваемого с заданным ахроматическим излучением с координатами точки E (xe = 0,3333, ye = 0,3333) для получения заданного цвета. соответствует точке пересечения линии спектральных цветов с линией, соединяющей заданное ахроматическое излучение с монохроматическим на цветовом графике (рисунок 3).

Рисунок 3 — Диаграмма цветности МКО 1931 г.

Чистота цвета (колориметрическая) pc характеризует долю монохроматического излучения в смеси с ахроматическим. Чистоту цвета определяют отношением двух отрезков EC/ED (рисунок 3). Отрезок EC откладывают от точки C, представляющей на данном графике излучение измеряемого ИС, до точки, представляющей заданное ахроматическое излучение. Отрезок ED откладывают от точки E до точки D, которая представляет на графике монохроматическое излучение. Чистоту цвета определяют по формуле

p_{c} = \frac{y_{d}}{y} \frac{x - x_{e}}{x_{d} - x_{e}} - \frac{y_{d}}{y} \frac{y - y_{e}}{y_{d} - y_{e}} , (21)

где x, y — координаты цветности измеряемого ИС (точка C);

xe, ye — координаты цветности точки E; xd, yd — координаты цветности точки D.

Приложение А (рекомендуемое)

МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ВЕЛИЧИНЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СПЕКТРАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

А.1 Структура измерительной спектральной установки приведена на рисунке А.1.

<pre class="legal-pre">┌───────────────────┐    ┌───────────┐    ┌─────────────────┐
│   Измерительный   │    │   Блок    │    │   Рабочий или   │
│прибор для контроля├───>│питания ИС ├───>│  измеряемый ИС  ├─┐
│     режима ИС     │    │           │    │                 │ │
└───────────────────┘    └───────────┘    └─────────────────┘ │</pre>
                              ┌───────────────────────────────┘

                          *v*

                          *v*

                          *v*

Рисунок А.1

А.1.1 Рабочие источники света

А.1.1.1 При измерении спектральной плотности энергетической величины ИС применяют рабочие ИС по ГОСТ 8.195:

- дейтериево-неоновые лампы, ленточные лампы накаливания с кварцевым, увиолевым или сапфировым окном, галогенные или разрядные лампы в колбах из увиолевого или кварцевого стекла в УФ-области спектра 0,25 — 0,38 мкм;

- ленточные, галогенные лампы накаливания в видимой и ИК-области спектра 0,38 — 2,5 мкм. p(\lambda) А.1.1.2 Допускается для видимой области спектра применять в качестве рабочих ИС светоизмерительные лампы накаливания, с характеристиками стандартного колориметрического источника типа А (Tc = 2856 К), относительная спектральная плотность энергетической величины которого , отн. ед., приведена в таблице А.1.

Рекомендуемые рабочие ИС:

- кварцево-галогенная лампа КГМ 110-1000;

- лампа типа FEL 120-1000;

- светоизмерительные лампы накаливания силы света СИС 40-100, СИС 107-500, СИС 107-1000, СИС 107-1500 по ГОСТ 10771 — для спектрального диапазона 0,38 — 0,8 мкм;

- светоизмерительные лампы накаливания СИ 8-200 у, ТРУ 110-2350 с увиолевым окном, лампы ДНК-90 — для спектрального диапазона 0,26 — 0,38 мкм;

- светоизмерительные лампы накаливания силы света СИС 40-100 по ГОСТ 10771 — для измерения координат цветности разрядных ламп методом фотоэлектрической колориметрии;

- светоизмерительные лампы накаливания силы света СИС 5-1 по ГОСТ 10771 — для измерения координат цветности цветных миниатюрных и сверхминиатюрных ламп накаливания.

Допускается применение других типов рабочих ИС, имеющих стабильное распределение спектральной плотности энергетической величины.

Рабочие ИС должны быть поверены в установленном порядке.

А.1.1.3 Для проверки градуировки спектральной установки допускается применение контрольных ламп того же типа, что и измеряемые ИС. Контрольные лампы отбирают из ламп серийного производства, подвергают предварительному отжигу в соответствии с ГОСТ Р 55702.

Контрольные лампы должны иметь стабильное распределение спектральной плотности энергетической величины, которое определяют после отжига сравнением их с рабочими ИС. Полученная величина в точках спектра, в которых спектральное распределение имеет максимальное значение, и в крайних точках спектра измеряемого диапазона, не должна изменяться более чем на 3%. Для определения стабильности проводят не менее трех измерений.

А.1.2 Спектральные приборы

А.1.2.1 Спектральный прибор измерительной спектральной установки (например, монохроматор одинарный или двойной; призменный или с дифракционной решеткой; спектрометр; полихроматор с ПЗС матрицей), должен иметь рабочий диапазон длин волн 0,25 — 2,5 мкм.

А.1.2.2 Посторонний рассеянный свет от ИС, попадающий через входную щель спектрального прибора, в измеряемом диапазоне спектра не должен превышать 1%. Для его устранения применяют двойной монохроматор или перед входной щелью спектрального прибора устанавливают избирательные светофильтры, полоса пропускания которых лежит в измеряемой области спектра.

Метод определения доли постороннего рассеянного света в спектральном приборе изложен в приложении Ж.

А.1.3 Измерительная часть спектральной установки

Измерительная часть спектральной установки включает приемное устройство, блоки питания приемного устройства и ИС, измерительные и регистрирующие приборы (см. рисунок А.1).

А.1.3.1 В качестве измерительного приемного устройства используют фотоэлектрические приемные устройства с высокой чувствительностью во всем диапазоне проводимых спектральных измерений:

- фотоэлектронные умножители с многощелочным катодом, с висмуто-серебряно-цезиевым катодом, вакуумные фотоэлементы с многощелочным катодом — для видимой области спектра;

- фотоэлектронные умножители с кислородно-цезиевым катодом, кремниевые фотодиоды, фотосопротивления — для УФ-области спектра.

Для измерений в ближней УФ-области спектра используют приемные устройства с сурьмяно-цезиевым фотокатодом и увиолевым, сапфировым или кварцевым окном на входе, в ближней ИК-области спектра — приемные устройства с кислородно-серебряно-цезиевым фотокатодом, кремниевые или германиевые фотодиоды и фотосопротивления.

Допускается применение других типов измерительных приемных устройств, удовлетворяющих требованиям настоящего стандарта.

А.1.3.2 Для питания приемных устройств применяют стабилизаторы с нестабильностью выходного напряжения не более +/- 0,05% значения напряжения при максимальном токе нагрузки не более 4 мА.

А.1.3.3 Приемные устройства используют с усилителями сигнала, нижний предел чувствительности которых должен соответствовать уровню излучения, выходящего из спектрального прибора.

При измерении фототоков приемного устройства применяют аналоговый микроамперметр магнитоэлектрической системы класса точности не ниже 1,0. В качестве входного устройства может быть использован цифровой вольтметр или виртуальный прибор на базе ПК.

А.1.3.4 Если в качестве спектрального прибора используют монохроматор, то световая характеристика измерительной части спектральной установки должна быть линейной. Отклонение от линейности должно быть не более 2%.

Проверку линейности световой характеристики проводят в соответствии с приложением И.

А.1.3.5 Стабильность измерительной части спектральной установки должна быть такой, чтобы в течение 1 — 2 мин значение фототока изменялось не более 0,5% при проведении измерений на установленной длине волны.

А.1.4 Условия проведения измерений

Измерения рабочего и измеряемого ИС проводят последовательным прохождением всего спектрального диапазона или чередованием на каждой установленной длине волны измеряемого и рабочего ИС.

А.1.4.1 При измерении излучения ИС устанавливают на рельсе и проектируют на входную щель, полностью ее освещая и обеспечивая заполнение входной апертуры спектрального прибора.

А.1.4.2 Для полного, одинакового и неизменного во всех измерениях заполнения входной апертуры спектрального прибора используют диффузные отражатели с коэффициентом отражения не менее 0,8:

- пластины с запрессованным на глубину 2 — 3 мм порошком окиси магния;

- пластину, покрытую составом по ГОСТ Р 55702 (приложение Д);

- молочные стекла — при измерениях в видимой и ближней ИК-области спектра;

- фотометрический шар с пластиной внутри него, исключающей попадание прямого излучения от ИС на приемное устройство.

Диффузные отражатели устанавливают перед входной щелью прибора под углом 45° к оптической оси прибора и освещаемые ИС по нормали к поверхности.

Диффузные отражатели должны быть окрашены матовой неселективной краской белого цвета. Один из способов окраски приведен в ГОСТ Р 55702 (приложение Д). Примечание — Допускаются иные способы освещения входной щели спектрального прибора при условии полного заполнения его входной апертуры.

А.1.4.3 Условия освещения входной щели спектрального прибора при измерениях и градуировке должны быть одинаковыми.

А.1.4.4 Ширину раскрытия щелей устанавливают в зависимости от спектра излучения ИС (непрерывного, линейчатого, смешанного) и освещения диффузной пластины ИС.

При измерении непрерывного спектра излучения ИС входная и выходная щели должны быть открыты на одинаковую ширину, у двойного монохроматора средняя щель должна быть шире.

При измерении линейчатого или смешанного спектра излучения ширину выходной щели устанавливают больше ширины входной настолько, чтобы из выходной щели полностью выходил поток излучения. Допускается обратный прием, при котором входная щель устанавливается шире выходной настолько, чтобы при дальнейшем ее расширении не увеличивался выходящий из прибора поток.

Излучение на выходе спектрального прибора должно быть максимальным.

Спектральный выделяемый интервал не должен превышать 10 нм. Ширину входной щели (Iвх), мм, спектрального прибора выбирают с учетом соотношения

l_{\text{вх}} \leq \Delta\lambda/D, (А.1)

\Delta\lambda

где — выделяемый интервал измерения, нм;

D — обратная линейная дисперсия прибора, нм/мм. i(\lambda) = f(l_{\text{вых}}) Ширину выходной щели при установленной входной щели выбирают на основании кривых зависимости величины фототока приемного устройства от ширины выходной щели по рисунку А.2.

i(\lambda)_{\text{л}} - доля фототока п i(\lambda)_{\text{Ф}} риемного устройства, обусловленная излучением линии; — доля фототока приемного устройства, обусловленная излучением фона в месте излучения линии при ширине выходной щели lвых

Рисунок А.2

\Delta\lambda \Delta\lambda

При измерении характеристик ИС ступенчатым методом, спектр разбивают на интервалы-ступени , которые перемещают по отношению к выходной щели на расстояния, равные ее ширине. В пределах ступеней измеряют среднее значение спектральной плотности энергетической величины, выбирают узкую входную и широкую выходную щели, определяющие спектральный интервал измерения. Соотношение ширины входной и выходной щелей не должно превышать 1:10 во всем спектральном диапазоне измерений. При использовании приборов с переменной дисперсией ширину выходной щели (lвых), мм, для каждого спектрального интервала рассчитывают по формуле

l_{\text{вых}} \leq \Delta\lambda/D(\lambda),

\Delta\lambda

D(\lambda) где — выделяемый спектральный интервал, нм (ступень);

• обратная линейная дисперсия, нм/мм.

А.1.4.5 Приемное устройство за выходной щелью располагают так, чтобы оно было полностью освещено выходящим из спектрального прибора излучением, и обеспечивают облучение большей части его поверхности. Положение приемного устройства не изменяют.

А.1.5 Подготовка к проведению измерений А.1.5.1 Градуировку шкалы длин волн спектрального прибора проводят по линиям спектров ртути, кадмия, неона, гелия, цинка, таллия, натрия и цезия, приведенным в таблице А.2.

<*> Длина волн наиболее интенсивных линий спектра.

Для градуировки по длинам волн используют спектральные лампы низкого давления, имеющие линейный спектр излучения, например:

• ртутную лампу ДРС-50;

- ртутно-гелиевую лампу ДРГС-12;

- кадмиевую лампу ДКдС-20;

- цинковую лампу ДциС-20;

• таллиевую лампу ДтаС-15;
• натриевую лампу ДнаС-16 или неоновые лампы ТН-30 и ТН-30-3.

Спектральную лампу устанавливают в соответствии с А.1.4.1. Для повышения точности измерения градуировку проводят при узких щелях, не допуская степень сужения щелей до аберраций.

Для определения положения спектральных линий по шкале барабана длин волн, первоначальную градуировку осуществляют визуально наблюдением основных линий в плоскости выходной щели через окуляр.

Точную градуировку по длинам волн проводят фотоэлектрическим методом, установку линий определяют значением максимального фототока при прокручивании шкалы длин волн вблизи данной линии.

У спектральных приборов со шкалой, градуированной по длинам волн, точное соответствие между шкалой и истинными значения n = f(\lambda) ми устанавливаемых длин волн проверяют и корректируют по нескольким длинам волн в пределах измеряемого диапазона. Для спектральных приборов с равномерной шкалой длин волн проводят детальную градуировку расчетом градуировочной кривой по формуле Гартмана

n = C \frac{B}{\lambda - A} ,

Градуировочные постоянные рассчитывают по трем экспериментальным точкам: , , по формулам

C = \frac{(\lambda_{2} - \lambda_{3})(n_{2} - n_{1})n_{3} - (\lambda_{1} - \lambda_{2})(n_{3} - n_{2})n_{1}}{(\lambda_{2} - \lambda_{3})(n_{2} - n_{1}) - (\lambda_{1} - \lambda_{2})(n_{3} - n_{2})} , (А.4)

B = \frac{(\lambda_{1} - \lambda_{2})(n_{1} - C)(n_{2} - C)}{n_{2} - n_{1}} ,

\lambda_{1} - \lambda_{3} \lambda_{4} \lambda_{3} \lambda_{2} \lambda_{3} \lambda_{2} \lambda_{1}

Необходимый для градуировки диапазон спектра разбивают на ряд перекрывающих друг друга участков, т.е. если один из \lambda_{1} - \lambda_{3} них определяют как , , , то следующий должен охватывать , , и т.д. Ширина расчетного участка не более 200 нм.

На основании полученных градуировочных постоянных рассчитывают положение остальных спектральных л n = f(\lambda) иний в диапазоне . n + \Delta n \Delta n

Полученные градуировочные данные по длинам волн заносят в таблицу и строят градуировочную кривую . Различие положения расчетных спектральных линий при сопоставлении с фактическими знач dn/d\lambda ениями не должно превышать 1 нм. Если при последующей текущей градуировке значение n сдвигается на величину , постоянную по спектру, то необходимо изменить в таблице или градуировочной кривой все значения n на .

А.1.5.2 Для перехода от одного (например, непрерывного) вида спе dn/d\lambda ктра к другому (например, линейчатому) используют линейную дисперсию. Линейную дисперсию определяют значением отношения , пропорционального угловой дисперсии, с последующим переходом к линейной дисперсии с помощью коэффициента пропорциональности, определение которого приведено в приложении К.

Для приборов со шкалой, градуированной по д dn/d\lambda линам волн, значение определяют отсчетом делений шкалы по градусн n = f(\lambda) ому лимбу.

Для приборов с равномерной шкалой dn/d\lambda значение определяют производной от всей кривой градуировки по длинам волн . dn/d\lambda Для точного определения значения необходимо для экспериментально найденных градуировочных точек каждой тройки, последовательно идущих друг за другом, вычислить постоянные A, B, C формулы (А.3). Значение по формуле, определяют как производную от формулы Гартмана

\frac{dn}{d\lambda} = - \frac{B}{(\lambda - A)^{2}} . (А.7)

Для перехода от угловой дисперсии к линейной отсчитывают число делений барабана длин волн, соответствующее смещению спектра в плоскость выходной щели на 1 мм — dn/dl, где n — угол поворота шкалы длин волн, l — ширина выходной щели. Метод определения значения dn/dl приведен в приложении К. Обратную линейную дисперсию D, нм/мм, рассчитывают по формуле

D = \frac{dn}{dl} : \frac{dn}{d\lambda} = \frac{d\lambda}{dl} .

А.1.5.3 Для градуировки установки по спектральной чувствительности применяют кварцево-галогенные лампы КГМ 110-1000, FEL 120-1000 или другие стабильные ИС с известным распределением спектральной плотности энергетической освещенности.

При градуировке устанавливают ту же ширину щелей и соблюдают те же K(\lambda) усл C(\lambda) овия освещения щели, что и при измерениях. Порядок проведения измерений по А.1.4. C(\lambda) K(\lambda)

Градуировка заключается в определении градуировочных коэффициентов и , характеризующих спектральную чувствительность установки, с помощью рабочего ИС по А.1.1. Коэффициенты и вычисляют по формулам (3) и (5).

А.1.5.7 Ширину щелей спектрального прибора устанавливают по А.1.4.4.

А.1.5.8 Стабилизаторы, усилители, цифровые вольтметры, входящие в состав спектральной установки, готовят к работе в соответствии с их эксплуатационной документацией. А.1.5.9 Перед измерением ИС для стабилизации излучения должен разгораться в режиме измерения в течение времени, указанного в стандартах и технических условиях на ИС конкретного типа. При отсутствии этих указаний ИС разгоранию не подвергают.

Приложение Б (рекомендуемое)

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ИСТОЧНИКОВ СВЕТА

Б.1 Общие положения

Последовательность статистической обработки результатов наблюдений, методы обработки результатов наблюдений, форма записи результатов измерений по ГОСТ 8.207.

Б.2 Составляющие погрешности измерения

Б. \Delta_{0} 2.1 Погрешность измерения спектральной характеристики ИС, выражаемую доверительными границами, разделяют на две составляющие:

• \Delta_{\Sigma} — погрешность спектральной установки, включающую ее градуировку по рабочей светоизмерительной лампе;
• - погрешность, обусловл \Delta_{0} енн \Delta_{\Sigma} ую методом измерения и измерительны S(\tilde{A}) ми приборами и изменением парамет \Theta ров излучения измеряемого ИС.

Б.2.2 Каждая составляющая и содержит в свою очередь случайную и неисключенную систематическую погрешности результата измерения.

Б. \Theta_{1} 2.3 Неисключенная систематическая погрешность содержит составляющие:

• \Theta_{2} — погрешность, обусловленную отклонением от линейной зависимости фотоэлектрического сигнала от освещенности системы «приемное устройство — регистрирующий прибор»;
• \Theta_{3} — погрешность, обусловленную температурным сдвигом шкалы длин волн спектрального прибора;
• \Theta_{4} — погрешность, обусловленную выбранной шириной спектрального интервала, выделяемого щелями спектрального прибора;
• \Theta_{5} — погрешность, обусловленную рассеянным светом внутри спектрального прибора;
• \Delta — погрешность, обусловленную нестабильностью режима питания измеряемого ИС;

\Delta — - погрешность значений спектральной плотнос \Delta_{0} ти фотометрической величины излучения рабочей светоизмерительной лампы. учитывают только при определении погрешности .

Б.3.1 Определение случайной погрешности измерения

Б.3.1.1 Случайную погрешность оценивают средним квадратическим отклонением результата измерения по формуле, приведенной в ГОСТ 8.207 (раздел 2) при числе результатов наблюдений n >= 4.

За результат S_{0}(\tilde{A}) измерения принимают сред \Delta_{0} нее арифметическое результатов наблюдений.

Для расчета S(\tilde{A}) , входящей в погрешность , за результаты наблюдений принимают показания фотоэлектрического сигнала приемного устройства, обусловленные излучением рабочей светоизмерительной лампы.

Для расчета за результаты наблюдений принимают показания фотоэлектрического сигнала приемного устройства, обусловленные излучением измеряемого ИС. \Delta\lambda \leq 50\text{нм}

Б.3.1.2 Расчет случайной погре \epsilon шности проводят для сплошного и линейчатого спектра при выбранных длинах волн спектрального диапазона измерений с интервалом .

Б.3.1.3 Доверительные границы случайной погрешности измерения находят по ГОСТ 8.207 (раздел 3).

Б.3.2 Определение неисключенной систематической погрешности измерения Б.3.2.1 Неисключенную систематическую погрешность измерения оценивают доверительными границами по следующим формулам

\Theta_{0} = k \sqrt{\Theta_{1(0)}^{2} + \Theta_{2(0)}^{2} + \Theta_{3(0)}^{2} + \Theta_{4(0)}^{2} + \Theta_{5(0)}^{2} + \Delta^{2}} ;

\Theta = k \sqrt{\Theta_{1}^{2} + \Theta_{2}^{2} + \Theta_{3}^{2} + \Theta_{4}^{2} + \Theta_{5}^{2} + \Delta_{0}^{2}} ,

\Theta_{2}

\Theta_{2} = \frac{dA_{\lambda}}{d\lambda \cdot A_{\lambda}} \Delta\lambda 100,

Последовательность статистической обработки результатов наблюдения, основные положения методов обработки результатов наблюдений, а также форма записи результатов измерений по ГОСТ 8.207.

Д.2 Составляющие погрешности измерения колориметрического метода

\Theta S(\tilde{A})

Д.2.1 Погрешность измерения цветовых характеристик ИС состоит из случайной и неисключенной систематической погрешности.

\Delta T Д.2.2 Неисключенная систематическая погрешность измерений содержит составляющие:

\Theta_{1} — погрешность поверки рабочей светоизмерительной лампы по цветовой температуре;

\Theta_{2} — погрешность, обусловленную отклонением от линейности системы «приемное устройство — регистрирующий прибор»; \overline{z}(\lambda) \overline{y}(\lambda) \overline{x}(\lambda)

\Theta_{3} — погрешность, обусловленную отличием спектральной чувствительности приемного устройства от стандартных кривых сложения , , ;

• погрешность, обусловленную изменением температуры окружающей среды.

Д.3 Определение составляющих погрешности измерений колориметрическим методом

Д.3.1 Определение случайной погрешности измерения Д.3.1.1 Случайную погрешность оценивают средним квадратическим отклонением результата измерения по формуле

S(\tilde{A}) = \sqrt{\frac{\sum_{1}^{n} (A_{i} - \tilde{A})^{2}}{n(n - 1)}} ,

\tilde{A} где Ai — результат i-го наблюдения;

• среднее арифметическое результатов наблюдений;

n — число результатов наблюден \epsilon ий. Д.3.1.2 Доверительные границы случайной погрешности измерения находят по формуле

\epsilon = tS(\tilde{A}), (Д.2)

где t — коэффициент Стьюдента, который в зависимости от доверительной вероятности P и числа результатов наблюдений n определяют по ГОСТ 8.207 (приложение 2, таблица).

\Theta = K \sqrt{\Delta_{T}^{2} + \Theta_{1}^{2} + \Theta_{2}^{2} + \Theta_{3}^{2}} ,

\Delta_{T} гд \Theta_{1} е \Theta_{2} K \Theta_{3} — коэффициент, зависящий от принятой доверительной вероятности P; при P = 0,95 коэффициент K = 1,1;

, , , — составляющие неисключен \Delta_{T} ной систематической погрешности, перечисленные в Д.2.2.

Д.3.2.2 \Delta_{T} Определение погрешности \Delta T_{\text{ц}} = \pm 20\text{К}

Оценка заключается в определении влияния погрешности поверки рабоч \Delta_{T} ей светоизмерительной лампы по цветовой температуре на градуировку колориметра и соответственно на измеряемые значения цветовых характеристик ИС. Погрешность, обусловленная поверкой рабочих светоизмерительных ламп рассчитывают по формуле

\Delta_{T} = A_{T_{i}} - A_{T_{0}}, (Д.4)

A_{T_{0}} A_{T_{i}}

где , — результаты измерений цветности ИС при градуировке колориметра по рабочей светоизмерительной лампе с цветовыми температурами Ti, T0 соответственно;

• 2340 К, 2880 К — для градуировки колориметра, предназначенного для измерения цветовых характеристик сверхминиатюрных цветных ламп накаливания;
• 2840 К, 2880 К — для градуировки колориметра, предназначенного для измерения координат цветности разрядных ламп;

T0 — цветовая температура рабочей светоизмерительной лампы:

• 2360 К — для колориметра, предназначенного для измерения ламп накаливания;
• 2860 К — для колориметра, предназначенного для измерения разрядных ламп.

Координаты цветности xr, yr рабочих светоизмерительных ламп с цветовой температурой Ti, необходимые для определения градуировочных коэффициентов рассчитывают по соответствующим значениям относительного распределения спектральной плотности энергетической освещенности по формулам, приведенным в эксплуатационной документации на колориметры. Значения относительных спектральных плотностей энергетической величины для цветовых температур (2360 +/- 20) К, (2860 +/- 20) К, рассчитанные по формуле Планка, даны в таблице Д.1.

223,00

\Theta_{1}

Д.3.2.3 Опред \Theta_{1} еление погрешности

Метод оценки заключается в определении погрешности измерения цветности, вносимой приемным устройством, обусловленной отклонением от пропорциональной зависимости между отсчетами фототоков и соответствующими величинами в диапазоне измеряемых значений. Расчет по формуле

\Theta_{1} = A_{\Theta_{1}} - A, (Д.5)

A_{\Theta_{1}}

где — результат измерения цветности с линейного участка шкалы измерительного прибора;

A — результат измерени \Theta_{1} я цветности с линейного участка шкалы измерительного прибора, принятый за действительное значение измеряемой величины.

Максимальные значения определяю \Theta_{2} т предельные значения составляющей неисключенной систематической погрешности, обусловленной нелинейностью системы «приемное устройство — регистрирующий прибор».

Д.3.2.4 Определение \Theta_{2} погрешности

Оценку составляющей осуществляют двумя методами:

а) сопоставлением результатов колориметрических измерений цветности со значениями цветности, рассчитанными по спектрорадиометрическим данным и кривым сложения цветов в системе МКО 1931 г.;

б) определением значений поправочных коэффиц \Theta_{2} иентов фотоэлектрического колориметра.

\Theta_{2} Для осуществления первого метода нахождения необходимо иметь либо набор цветных светофильтров, поверенных по спектральному коэффициенту пропускания, для которых можно рассчитать координаты цветности с источником типа А, либо набор ламп с координатами цветности, рассчитанными по результатам спектрорадиометрических измерений. находят по формуле

\Theta_{2} = A_{\Theta_{2}} - A, (Д.6)

A_{\Theta_{2}}

где — цветовые характеристики ламп или светофильтров, измеренные на колориметре;

A — цветовые характеристи \Theta_{2} ки ламп или светофильтров, рассчитанные по результатам спектрорадиометрических измерений.

Второй метод определения заключается в следующем: p(\lambda) p_{0}(\lambda) z(\lambda) y(\lambda) x(\lambda) S_{z}(\lambda) S_{y}(\lambda) S_{x}(\lambda)

а) рассчитывают поправочные коэффициенты tx, ty, tz, учитывающие погрешности измерений, обусловленные отклонением спектральной чувствительности приемных устройств колориметра , , от стандартных кривых сложения , , , и различием — относительной спектральной плотности энергетической величины источника типа А, используемого при градуировке колориметра, и — относительной спектральной плотности энергетической величины измеряемого ИС по формулам

t_{x} = \frac{\sum_{\lambda_{i}}^{\lambda_{n}} p_{0}(\lambda)\overline{y}(\lambda) \sum_{\lambda_{i}}^{\lambda_{n}} p_{0}(\lambda)S_{x}(\lambda) \sum_{\lambda_{i}}^{\lambda_{n}} p(\lambda)\overline{x}(\lambda)}{\sum_{\lambda_{i}}^{\lambda_{n}} p_{0}(\lambda)S_{y}(\lambda) \sum_{\lambda_{i}}^{\lambda_{n}} p_{0}(\lambda)\overline{x}(\lambda) \sum_{\lambda_{i}}^{\lambda_{n}} p(\lambda)S_{x}(\lambda)} ;

t_{y} = \frac{\sum_{\lambda_{i}}^{\lambda_{n}} p(\lambda)\overline{y}(\lambda)}{\sum_{\lambda_{i}}^{\lambda_{n}} p(\lambda)S_{y}(\lambda)} ; (Д.8)

t_{z} = \frac{\sum_{\lambda_{i}}^{\lambda_{n}} p_{0}(\lambda)\overline{y}(\lambda) \sum_{\lambda_{i}}^{\lambda_{n}} p_{0}(\lambda)S_{z}(\lambda) \sum_{\lambda_{i}}^{\lambda_{n}} p(\lambda)\overline{z}(\lambda)}{\sum_{\lambda_{i}}^{\lambda_{n}} p_{0}(\lambda)S_{y}(\lambda) \sum_{\lambda_{i}}^{\lambda_{n}} p_{0}(\lambda)\overline{z}(\lambda) \sum_{\lambda_{i}}^{\lambda_{n}} p(\lambda)S_{z}(\lambda)} ,

\lambda_{n} \lambda_{i}

где , — граничные значения длин волн диапазона измерений;

б) рассчитывают координаты цвета и цветности измеряемого ИС с учетом поправочных коэффициентов по формулам

Y = Cytyiy,

Z = Cztziz,

x = \frac{X}{X + Y + Z} y = \frac{Y}{X + Y + Z} z = \frac{Z}{X + Y + Z} ,

где X, Y, Z — координаты цвета измеряемого ИС;

x, y, z — координаты цветности измеряемого ИС;

Cx, Cy, Cz — градуировочные коэффициенты колориметра;

ix, iy, iz — фототоки приемного устройства колориметра от измеряемого ИС;

в) рассчитывают \Theta_{2} координаты цвета и цветности измеряемого ИС по формулам (Д.10) и (Д.11), но без учета поправочных коэффициентов;

г) погрешность определяют по формуле

\Theta_{2} = A_{\Theta_{2}} - A,

A_{\Theta_{2}}

где — результаты измерения цветности с учетом поправочных коэффициентов;

A — результаты измерения цветнос \Theta_{3} ти без учета поправочных коэффициентов.

Д.3.2.5 Определение погрешности \Theta_{3} Погрешность, обусловленная изменением температуры окружающей среды рассчитывают по формуле

\Theta_{3} = 2 \frac{\Delta A}{\Delta T} , (Д.13)

\Delta A

\Delta T где — разница в результатах измерений координат цветности при температурах окружающей среды, соответствующих граничным значениям нормируемого диапазона;

• разность граничных значений температур нормируемого диапазона.

\Delta Д.4.1 За оценку общей погрешности измерений приняты границы общей погрешности измерений , которые рассчитывают по формуле

\Delta = KS_{\Sigma}, (Д.14)

S_{\Sigma} где K — коэффициент, зависящий от соотношения случайной и неисключенной систематической погрешностей;

• оценка суммарного среднего квадратического отклонения результата измерения, где

K = \frac{\epsilon + \Theta}{S(\tilde{A}) + \sqrt{\sum^{m} i = 1 \frac{\Theta_{i}^{2}}{3}}} ;

S_{\Sigma} = \sqrt{\sum_{i = 1}^{m} \frac{\Theta_{i}^{2}}{3} + S^{2}(\tilde{A})} , (Д.16)

Приложение Е (рекомендуемое)

МЕТОД КОНТРОЛЬНЫХ ЦВЕТОВ ДЛЯ ОЦЕНКИ ЦВЕТОПЕРЕДАЧИ

Метод полностью соответствует [1].

Е.1 Оценку цветопередачи осуществляют на основе данных относительной спектральной плотности энергетической величины ИС, метод измерения которой изло \Delta_{c} жен в 5.1. Е.2 Оценку цветопередачи проводят по отношению к рабочим ИС, цветность которых такая же или близкая к цветности измеряемого ИС. Разницу в цветности между измеряемым ИС (uk, vk) и рабочим ИС (ur, vr) рассчитывают по формуле

\Delta_{c} = [(u_{k} - u_{r})^{2} + (v_{k} - v_{r})^{2}]^{12},

где ur, vr, uk, vk — \Delta_{c} координаты равноконтрастного цветового графика МКО 1960 г.

Разница \Delta_{c} = 5,4 \cdot 10^{- 3} в цветности должна быть не более 5,4·10-3. \Delta T Допуск для различных цветовых температур Tц примерно соответствует значениям , указанным в таблице Е.1.

Таблица Е.1

Для ИС с цветовой температурой 5000 К и менее в качестве эталона используют излучатель Планка, а для ИС с цветовой температурой более 5000 К — дневной свет, спектральное распределение которого рассчитывают как функцию цветовой температуры.

Для рабочих ИС должно быть известно распределение спектральной плотности энергетической освещенности для интервалов длин волн не более 10 нм по всему диапазону видимого спектра. Е.3 Для расчета общего индекса цветопередачи применяют набор из восьми образцов контрольных цветов, рекомендуемых МКО, спектральные коэффициенты отражения которых даны в таблице Е.2. Эти образцы, охватывающие цветовые тона по цветовому графику, являются средними по насыщенности и почти одинаковыми по яркости.

0,292

Для специальных целей используют дополнительные образцы контрольных цветов. Значения для этих образцов не включены в расчет общего индекса цветопередачи. Спектральные коэффициенты отражения специальных образцов, представляющих насыщенные красный, желтый, зеленый и синий цвета, и образцов, воспроизводящих цвет человеческой кожи и цвет зеленых листьев, представлены в таблице Е.3.

Спектральные коэффициенты отражения \rho_{i}(\lambda) дополнительных контрольных образцов,

y_{k} = \frac{Y_{k}}{X_{k} + Y_{k} + Z_{k}} . x_{k} = \frac{X_{k}}{X_{k} + Y_{k} + Z_{k}} ;

v = \frac{6y}{- 2x + 12y + 3} ; u = \frac{4x}{- 2x + 12y + 3} ;