ГОСТ 7721-89. Государственный стандарт Союза ССР. Источники света для измерений цвета. Типы. Технические требования. Маркировка

(утв. и введен в действие Постановлением Госстандарта СССР от 28.06.1989 № 2207)

Утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 28 июня 1989 г. № 2207

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ИСТОЧНИКИ СВЕТА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ ЦВЕТА

ТИПЫ. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ. МАРКИРОВКА

Illuminants for colour measurements. Types. Technical requirements. Marking

ГОСТ 7721-89

Группа П47

ОКП 44 3490

Срок действия с 1 июля 1990 года до 1 июля 2000 года

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. ИСПОЛНИТЕЛИ: Э.В. Кувалдин, канд. техн. наук; Е.А. Иозеп, канд. техн. наук; В.И. Беликов; Л.В. Демкина; О.А. Цаплина; Н.С. Шандин

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 28.06.89 № 2207

3. Срок проверки — 1993 г.

4. Стандарт соответствует рекомендации РССЭВ 2265-69, кроме п. 3.2

5. Взамен ГОСТ 7721-76

6. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

а) A — газополная электрическая лампа накаливания с коррелированной цветовой температурой излучения T = 2856 К (приложение 1).

Воспроизводит условия искусственного освещения электрическими лампами накаливания;

б) B — источник света A в комбинации с точно определенным жидкостным или стеклянным светофильтром, предназначенным для создания излучения с коррелированной цветовой температурой T = 4874 К (приложение 1).

Воспроизводит условия прямого солнечного освещения;

в) C — источник света A в комбинации с точно определенным жидкостным или стеклянным светофильтром, предназначенным для создания излучения с коррелированной цветовой температурой T = 6774 К (приложение 1).

Воспроизводит условия освещения рассеянным дневным светом;

г) D65 — должен воспроизводить излучение с коррелированной цветовой температурой T = 6504 К (приложение 1).

Воспроизводит условия освещения усредненным дневным светом <*>. Используется для измерения цвета люминесцирующих образцов.

<*> В настоящее время нет рекомендации Международной комиссии по освещению (МКО) для воспроизведения стандартного источника D₆₅.

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

2.1. Источники света A, B, C и D₆₅ должны быть аттестованы по координатам цветности x, y, определенным в системе цветовых координат X, Y, Z, установленной МКО в 1931 г., и должны соответствовать значениям, указанным в табл. 1. При этом допускается отклонение координат цветности от номинального значения в пределах +/- 0,02.

Таблица 1

2.2. При создании источников света типов B и C допускаемое отклонение координат цветности источника света A от значений, указанных в табл. 1, в пределах +/- 0,003.

2.3. Напряжение и ток источников света A, B и C следует контролировать приборами класса не ниже 0,2 по ГОСТ 8711.

2.4 Технические требования к светофильтрам

2.4.1. Жидкостный светофильтр должен быть составлен из двух растворов, которые заполняют каждый свое отделение двойной кюветы из бесцветного химически стойкого оптического стекла. Толщина слоя каждой жидкости должна быть (10 +/- 0,05) мм.

Растворы жидкостных светофильтров должны иметь состав, приведенный в табл. 2.

Таблица 2

2.4.2. Растворы следует приготовлять заново через 2 мес из химически чистых реактивов.

2.4.3 Стеклянные светофильтры могут быть трех категорий:

I категории — должны изготовляться из четырех склеенных плоскопараллельных пластинок цветного стекла марок ПС5, ПС14, СЗС17 и ЖС4 по ГОСТ 9411-81;

II и III категорий — должны изготовляться из трех склеенных плоскопараллельных пластинок цветного стекла марок ПС5, ПС14 и СЗС17 по ГОСТ 9411-81.

Способ определения толщины компонентов, при которых составной светофильтр в сочетании с источником света A воспроизводит источники света B и C, приведен в приложении 2 <*>.

<*> Допускаются другие способы определения, обеспечивающие выполнение требований настоящего стандарта.

2.4.4. Предельные отклонения координат цветности источников \Delta x , \Delta y , рассчитанные для конкретного светофильтра, от значений, указанных в табл. 1, коэффициенты пропускания светофильтра \tau_{\text{ф}} и их предельные отклонения \Delta\tau_{\text{ф}} приведены в табл. 3. Совокупность указанных параметров определяет категорию светофильтра.

Таблица 3

3. МАРКИРОВКА

3.1. Маркировка ламп накаливания, применяемых в источниках света типов A, B, C, D₆₅, должна содержать порядковый номер по системе предприятия-изготовителя.

3.2. Стеклянные светофильтры должны маркироваться порядковым номером и обозначением типа источника (B или C).

3.3. Каждый источник света должен быть снабжен свидетельством о метрологической аттестации согласно ГОСТ 8.326, удостоверяющим его качество и соответствие требованиям настоящего стандарта.

Свидетельство должно содержать:

тип и номер лампы накаливания;

значения напряжения и тока питания лампы;

погрешность воспроизведения координат цветности;

обозначение настоящего стандарта;

дату поверки источника;

наименование предприятия-изготовителя, его местонахождение (город) или условный адрес.

3.4. Каждый светофильтр должен сопровождаться документом, удостоверяющим его качество и соответствие требованиям настоящего стандарта.

Документ должен содержать:

тип и номер светофильтра;

координаты цветности светофильтра x, y и координату цвета Y;

погрешность измерения по координатам цветности x, y и по координате цвета Y для источника света типа A;

дату выпуска светофильтра.

Приложение 1 Обязательное

ОТНОСИТЕЛЬНОЕ СПЕКТРАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ ИЗЛУЧЕНИЯ \Phi_{\lambda} СТАНДАРТНЫХ ИСТОЧНИКОВ СВЕТА ТИПОВ A, B, C и D65

Таблица 4

<*> В настоящее время нет рекомендации МКО для воспроизведения стандартного источника D65.

Приложение 2 Справочное

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЛЩИНЫ КОМПОНЕНТОВ СТЕКЛЯННЫХ СВЕТОФИЛЬТРОВ

1. Определение показателей поглощения стекол марок ПС 5, ПС 14, СЗС 17, ЖС 4 — по ГОСТ 9411 для изготовления светофильтров

Для определения показателей поглощения K_{1}(\lambda) , K_{2}(\lambda) , K_{3}(\lambda) , K_{4}(\lambda) стекол марок ПС 5, ПС 14, СЗС 17, ЖС 4 необходимо:

а) из каждой марки стекла изготовить образцы — плоскопараллельные полированные пластины толщиной (10 +/- 1) мм.

Из стекол марок ЖС 4 и СЗС 17 дополнительно изготовить пластины толщиной (3 +/- 0,5) мм для определения показателя поглощения в областях большой оптической плотности 380 — 420 нм — для первого стекла и 600 — 780 нм — для второго.

Погрешность измерения толщины изготовленных пластин не должна превышать +/- 0,005 мм;

б) измерить коэффициенты пропускания изготовленных пластин с помощью спектрофотометра с двойной монохроматизацией света.

Составить таблицу коэффициента пропускания \tau(\lambda) пластин для волн длин 380, 390, ..., ..., 780 нм через 10 нм.

Перевести полученные значения \tau(\lambda) в значения оптической плотности D\prime(\lambda) по табл. 5;

в) определить оптическую плотность D\prime\prime(\lambda) массы стекла внесением поправки D_{\rho} на отражение света от двух поверхностей по формуле:

D\prime\prime(\lambda) = D\prime(\lambda) - D_{\rho} , (1)

где D_{\rho}(\text{ПС }5) = 0,057,D_{\rho}(\text{СЗС }17) = 0,037 ,

D_{\rho}(\text{ПС }14) = 0,033,D_{\rho}(\text{ЖС }4) = 0,052 .

Примечание. В скобках указана марка стекла, к которому относится поправка D_{\rho} ;

г) определить спектральные показатели поглощения каждого стекла K(\lambda) по формуле

K(\lambda) = \frac{D\prime\prime(\lambda)}{l} , (2)

где l — толщина пластины, мм.

Если полученные значения K(\lambda) удовлетворяют требованиям на стекла I и II категорий по ГОСТ 9411, то из исследованного стекла изготавливают пластины (компоненты) сложного светофильтра требуемых размеров.

2. Определение толщины компонентов светофильтров

Толщина компонента из стекла марки ЖС 4 установлена равной 1 мм. Толщины компонентов из стекол марок ПС 5, ПС 14, СЗС 17 для фильтров источников B и C определяют:

для фильтров I категории по формуле

K_{1}(\lambda)l_{1} + K_{2}(\lambda)l_{2} + K_{3}(\lambda)l_{3} = D(\lambda) - K_{4}(\lambda) , (3а);

для фильтров II и III категорий без стекла марки ЖС 4 по формуле

K_{1}(\lambda)l_{1} + K_{2}(\lambda)l_{2} + K_{3}(\lambda)l_{3} = D(\lambda) , (3б),

где l₁, l₂, l₃ - толщины стекол марок ПС 5, ПС 14, СЗС 17 рассчитываемого светофильтра, а D(\lambda) — оптическая плотность светофильтров источников света типов B или C, приведенные в табл. 6.

Оптическая плотность D(\lambda) , используемая при расчете толщины компонентов стеклянных светофильтров, воспроизводящих источники света типов B и C (для трех категорий фильтров).

Таблица, связывающая оптическую плотность D с коэффициентом пропускания \tau

Таблица 5

<*> В графе D приведены два первых знака десятичной части оптической плотности, а в головке — ее третий знак. На пересечении строк и столбцов приведены коэффициенты пропускания, соответствующие этим плотностям. Целая единица оптической плотности уменьшает коэффициент пропускания в 10 раз.

Таблица 6

Оптическая плотность D(\lambda) светофильтров источников света типов B и C

Толщину компонентов фильтров рассчитывают методом наименьших квадратов, для чего следует составить три уравнения типа 3а или 3б:

a₁₁l₁ + a₁₂l₂ + a₁₃l₃ = d₁;

a₂₁l₁ + a₂₂l₂ + a₂₃l₃ = d₂;

a₃₁l₁ + a₃₂l₂ + a₃₃l₃ = d₃; (4)

где a_{11} = \sum_{\lambda} [K_{1}(\lambda)]^{2};a_{12} = a_{21} = \sum_{\lambda} K_{1}(\lambda)K_{2}(\lambda) ;

a_{13} = a_{31} = \sum_{\lambda} K_{1}(\lambda)K_{3}(\lambda);a_{22} = \sum_{\lambda} [K_{2}(\lambda)]^{2} ;

a_{23} = a_{32} = \sum_{\lambda} K_{2}(\lambda)K_{3}(\lambda);a_{33} = \sum_{\lambda} [K_{3}(\lambda)]^{2} ;

Форма таблицы для расчета коэффициентов по формуле 4

Таблица 7

Продолжение табл. 7

Толщины l₁, l₂, l₃ компонентов светофильтра находят из выражений:

(5)

где \Delta = a_{11}(a_{22}a_{33} - a_{23}a_{32}) - a_{12}(a_{21}a_{33} - a_{23}a_{31}) + a_{13}(a_{21}a_{32} - a_{22}a_{31}) .

Оптическую плотность D_{\text{ф}}(\lambda) полученного светофильтра определяют по формуле

D_{\text{ф}}(\lambda) = K_{1}(\lambda)l_{1} + K_{2}(\lambda)l_{2} + K_{3}(\lambda)l_{3} + K_{4}(\lambda)l_{4} + 0,047 . (6)

Для расчета координат цвета светофильтра оптическую плотность D_{\text{ф}}(\lambda) , полученную по формуле (6), переводят в коэффициенты пропускания \tau_{\text{ф}}(\lambda) по табл. 5.

Координаты цвета Xф, Yф, Zф полученного составного светофильтра при источнике света типа A рассчитывают по формулам:

X_{\text{ф}} = \sum_{\lambda} \Phi_{\lambda}^{A}\overline{x}(\lambda)\tau_{\text{ф}}(\lambda) ; (7)

\tau_{\text{ф}} = Y_{\text{ф}} = \sum_{\lambda} \Phi_{\lambda}^{A}\overline{y}(\lambda)\tau_{\text{ф}}(\lambda) ; (8)

Z_{\text{ф}} = \sum_{\lambda} \Phi_{\lambda}^{A}\overline{z}(\lambda)\tau_{\text{ф}}(\lambda) , (9)

где произведения

\Phi_{\lambda}^{A}\overline{x}(\lambda) , \Phi_{\lambda}^{A}\overline{y}(\lambda) , \Phi_{\lambda}^{A}\overline{z}(\lambda) берутся из табл. 8.

Координаты цветности xф, yф вычисляют по формулам:

x_{\text{ф}} = \frac{X_{\text{ф}}}{X_{\text{ф}} + Y_{\text{ф}} + Z_{\text{ф}}} ; (10)

y_{\text{ф}} = \frac{Y_{\text{ф}}}{X_{\text{ф}} + Y_{\text{ф}} + Z_{\text{ф}}} . (11)

Координаты цветности x, y источника конкретизируются типом индекса источника, например xB, yB, xC, yC.

Таблица 8

Таблица для расчета координат цвета

Продолжение табл. 8

Значения отклонений координат цветности определяют по формулам:

(12)

3. Введение поправки на толщины компонентов светофильтра

Если отклонения координат цветности \Delta x^{B}\Delta y^{B} или \Delta x^{C}\Delta y^{C} , определенные по формулам (12), превышают установленный допуск (табл. 3), толщины компонентов l1, l2, l3 светофильтров должны быть изменены на значения \Delta l_{1} , \Delta l_{2} , \Delta l_{3} .

Для этого необходимо:

1. исходную плотность D(\lambda) , использованную при расчете толщин компонентов светофильтра, изменить на постоянное значение \Delta D^{B} или \Delta D^{C} в соответствии со следующими формулами:

для светофильтров I категории:

для светофильтра источника света типа B:

\Delta D^{B} = \frac{y_{\text{ф}}^{B} - x_{\text{ф}}^{B} - 0,004}{0,070} ;

для светофильтра источника света типа C:

\Delta D^{C} = \frac{y_{\text{ф}}^{C} - x_{\text{ф}}^{C} - 0,006}{0,072} ;

для светофильтров II категории:

для светофильтра источника света типа B:

\Delta D^{B} = \frac{y_{\text{ф}}^{B} - 0,361}{0,044} ;

для светофильтра источника света типа C:

\Delta D^{C} = \frac{y_{\text{ф}}^{C} - 0,325}{0,052} ;

для светофильтров III категории:

для светофильтра источника света типа B:

\Delta D^{B} = \frac{y_{\text{ф}}^{B} - 0,366}{0,044} ;

для светофильтра источника света типа C:

\Delta D^{C} = \frac{y_{\text{ф}}^{C} - 0,330}{0,052} .

2. Определить изменения толщин \Delta l_{1} , \Delta l_{2} , \Delta l_{3} компонентов светофильтра из выражений (5), заменяя в них l₁, l₂, l₃ на \Delta l_{1} , \Delta l_{2} , \Delta l_{3} , а значения d₁, d2, d3 на \Delta d_{1} , \Delta d_{2} , \Delta d_{3} , согласно следующим выражениям:

для светофильтра источника света типа B:

\Delta d_{1} = \Delta D^{B} \sum_{\lambda} K_{1}(\lambda) ,

\Delta d_{2} = \Delta D^{B} \sum_{\lambda} K_{2}(\lambda) ,

\Delta d_{3} = \Delta D^{B} \sum_{\lambda} K_{3}(\lambda) ;

для светофильтра источника света типа C:

\Delta d_{1} = \Delta D^{C} \sum_{\lambda} K_{1}(\lambda) ,

\Delta d_{2} = \Delta D^{C} \sum_{\lambda} K_{2}(\lambda) ,

\Delta d_{3} = \Delta D^{C} \sum_{\lambda} K_{3}(\lambda) .

3. Определить толщины l'₁, l'₂, l'₃ компонентов нового светофильтра, а также его координаты цветности (x_{\text{ф}}^{B})\prime , (y_{\text{ф}}^{B})\prime или (x_{\text{ф}}^{C})\prime , (y_{\text{ф}}^{C})\prime и коэффициент пропускания (\tau_{\text{ф}}^{B})\prime или (\tau_{\text{ф}}^{C})\prime по формулам:

l\prime_{1} = l_{1} + \Delta l_{1} ,

l\prime_{2} = l_{2} + \Delta l_{2} ,

l\prime_{3} = l_{3} + \Delta l_{3} ;

для светофильтра источника света типа B:

(x_{\text{ф}}^{B})\prime = x_{\text{ф}}^{B} + 0,026\Delta D^{B} ,

(y_{\text{ф}}^{B})\prime = y_{\text{ф}}^{B} - 0,044\Delta D^{B} ,

(\tau_{\text{ф}}^{B})\prime = \tau_{\text{ф}}^{B} \cdot T^{\alpha} ;

для светофильтра источника света типа C:

(x_{\text{ф}}^{C})\prime = x_{\text{ф}}^{C} + 0,020\Delta D^{C} ,

(y_{\text{ф}}^{C})\prime = y_{\text{ф}}^{C} - 0,052\Delta D^{C} ,

(\tau_{\text{ф}}^{C})\prime = \tau_{\text{ф}}^{C} \cdot T^{\alpha} ,

где - lgT = |\Delta D^{B}| ;

- lgT = |\Delta D^{C}| .

Множитель T следует определить из табл. 5. Показатель степени \alpha при T равен +/- 1 и совпадает по знаку с DB или с DC.