光源の放射または光束を測定するための積分球

この規格では、積分球のサイズはテスト対象のランプのサイズに基づいていると規定されています。 しかし、専門家は、多くの製品開発とテストの目的で、より小さな球が許容可能な測定精度を提供できると説明しています。

1. 積分球の機能とは何ですか？積分球とは何ですか？
1.1積分球命令：
　 積分球 は、光源の放射または光束を測定するための迅速で便利なツールです。 このような球体は、パッケージ化されたLEDコンポーネントやさまざまなサイズの完成したランプなどの光源を特徴づけるためによく使用されます。 明らかに、製品開発チームとテスト測定チームは、球体テストの正確な結果を記録したいと考えていました。 しかし、いくつかの規格で指定されている測定方法は、非常に大きな球の必要性に関連する高いコストにつながります。 認定された実験室の結果を報告する目的ではなく、指定された範囲よりも小さい球がルーチンのテストで使用された場合にどの程度の精度が影響を受けるかを判断するために、一連の実験室テストを考えてみましょう。

1.2積分球分光放射計システム測定
測定システムの精度を最大化するには、システムのハードウェアとソフトウェアを選択および使用する際に、特にCIE標準に厳密に準拠している場合は、複数の変数を考慮する必要があります。 このようなコンプライアンスには膨大な規模とコストの要件があるため、多くの企業は、妥協が測定精度にどのように影響するかを理解したいと考えています。 妥協は、目前のタスクの要件を満たす精度を示すことができる限り、テストに関連するルーティングコストを最小限に抑えることができます。

2.適切なサイズの積分球を選択するにはどうすればよいですか？
2.1積分球のテスト原理
CIE S 025/2015 LED製品測定規格に準拠した測定は、特定の寸法要件を満たす必要があります。 2つの一般的な球の測定ジオメトリがあります–4πと4π。 2π構成は最も一般的に使用される構成であり、DUT（テスト対象デバイス）を球の中心に取り付ける必要があります。 光源が後方に放射されないテストでは、球の外側に取り付けられたDUTの全フラックスをより便利に測定し、球の側面にあるXNUMXπジオメトリと呼ばれるポートに放射を照射できます。

4π測定ジオメトリでは、DUTの面積は球の内径の2％未満である必要があります。 これは、球の直径の1/10のDUT領域に対応します。 外部で行われる2π測定の場合、ポートの直径は球の直径の1/3以下である必要があります。

2.2。 積分球アプリケーションエリア
　 CIE S025 この規格は、世界各国の LED 測定の調和を目的とした世界的な文書です。 この規制の条件は現在、ヨーロッパおよび米国の IESNA 光測定規格で利用可能です。 最終的な結果は、最も実用的なサイズの積分球で測定できるのは、小さな直径のランプだけです。 大きな光源や照明器具は、非常に大きな積分球上で測定するか、ゴニオメーターを使用して測定する必要があります。 大きな積分球、たとえば直径が 3 メートルを超えるものは高価であり、多くの実験室スペースを必要とします。 同様に高価なゴニオメーターは、一定の周囲条件と光測定器からの距離を必要とします。 どちらのソリューションも、多くの企業や機関にとって、日常的なエンジニアリングやテストのタスクには受け入れられません。

2.3。 積分球のサイズ
　 積分球 分光放射計と連携して、測光、測色、および放射測定パラメーターの測定を行います。
• IS-0.3M/IS-0.5M LED、LEDモジュール、ミニLED電球、その他の小型ランプ用です。 磁束試験範囲は 0.001 ～ 1,999 lm
• IS-1.0MA CFLまたはLED電球用です。 磁束試験範囲は 0.1 ～ 199,990 lm
• IS-1.5MA/IS-1.75MA CFL、LED電球、蛍光灯、CCFL用です。 磁束試験範囲は 0.1 ～ 1,999,900 lm
• IS-2.0MA HIDランプまたはハイパワーランプ用です。 光束試験範囲は0.1～1,999,900lmです。

3.通常のルールを破る
3.1。 ゴールデンルール壊れた状況
では、の「ゴールデンルール」が 積分球 非常に大きなDUTを測定すると、測定が壊れますか？ 実際には、社内の標準をテストに使用している企業は、認定された実験室のステータスを求めている企業と比較して、球の直径の最大30％の照明器具を使用できる測定を採用しています。 実験室条件下で予想される測定の不確かさは3〜4％です。

3.2。 DUTは球面反射を制限します
球が比較的小さく、DUTが大きいため、DUTが球面反射を制限すると誤差が大きくなり、測定精度が低下します。 それでも、エンジニアが内部テストで意味のある結果を達成できるようにしながら、どのような妥協案を検討できますか？ この記事では、CIE標準への厳密な準拠と比較して、不確実性のわずかな増加を特定したテスト結果について詳しく説明します。

4.どのような試験方法が使用され、どの機器が使用されますか？
4.1。 機器の試験方法
最初に、さまざまなランプのサイズをシミュレートできる測定テーブルとDUTのセットを設計しました。 基本的に、各DUTは、さまざまなサイズと形状のハウジングに取り付けられた同じLEDに依存して、さまざまなDUTテストの干渉状況をシミュレートします。

私たちのラボチームは、各DUT構成のテストを通じて、厳格な測定条件を維持しています。
•プログラム可能で安定したTDKラムダ電源
•一定のLED積分時間とLEDオン時間
•測定と測定の間に3分以上のLED冷却
テストは、DUT構成ごとに数回繰り返されます。 DUTは、5.6Aの駆動電流で0.6Wの消費電力を持つリン光変換された白色LEDです。

4.2。 テスト機器の構成
私たちのテストは以下を使用して実行されました。 Lisunさん LPCE-2 (LMS-9000C) 球体システムを統合した高精度分光計. LPCE-2 Integrating Sphere Spectroradiometer LED Testing System は、単一 LED および LED 照明製品の光測定用です。 LED の品質は、測光、測色、および電気パラメータをチェックすることによってテストする必要があります。 によると CIE 177, CIE84,  CIE-13.3, IES LM-79-19, 光工学-49-3-033602, 委員会委任規則 (EU) 2019/2015, IESNA LM-63-2 & ANSI-C78.377では、積分球を備えたアレイ分光放射計を使用して SSL 製品をテストすることを推奨しています。 の LPCE-2 システムは適用されます LMS-9000C 高精度CCD分光放射計または LMS-9500C 科学グレードCCD分光放射計、ホルダーベース付き成型積分球。 この球は従来の積分球よりも丸く、テスト結果の精度が高くなります。 ただし、この一連の実験測定の要件として、これらの測定では、基準テストまたはベンチマーク テストを使用して、ロッドまたは測定テーブルの上にある LED を測定します。 基本ケースは DUT の中で最小のものです。 他の DUT 構成の結果をベースラインの場合と比較しました。 図 2 は、さまざまな DUT 構成を示しています。

5.テスト結果はどうでしたか？
結果は予想以上に良かった。 標準で作成された推奨事項が標準を数回超えたとしても、誤差はわずか2％です。
家のサイズと構造の影響は驚くべきものです。 15×25、15×55、15×67、15×80、50×67 cmのDUTは黒いフォームでできており、丸いDUTは明るい色のカードストックでできており、ボールのボリュームの大部分を占めています。 後者は、小さい黒色フォームDUTよりもフラックス測定誤差が少なくなります。 測定結果を表に示します。

6.結論として
もちろん、認定された実験室試験は、該当する基準を満たしている必要があります。 しかし、内部テストでは、同社は、ランプの寸法の変化が光束と比色測定のわずかな違いと相関していることを発見します。
テスト対象のデバイスのサイズが大きくなると、光束の読み取り値が小さくなり、必要な自己吸収補償が重要になります。 ただし、再計算後、測定は非常に繰り返されます。 これは、比較的大きなDUTでも、反射コーティング指数が97％を超える適切に設計された測定システムでは、球体にXNUMX回の反射が発生することを意味します。

球、分光放射計システムの自己吸収係数は波長ごとに定義する必要があることに注意する必要があります。したがって、その合計量によって、測定対象によって吸収されるフラックスが定義されます。 物体のサイズと色によっては、係数が測定範囲全体で変化する可能性があるため、正確な分光放射計または分光計を使用する必要があります。

標準で定義されている測定原理に関するより一般的な結論には、さまざまな測定システムの追加のテストと比較が必要です。 ただし、正しいシステムと手法を使用すると、標準で指定されているものよりも大幅に大きい光源について、再現性と信頼性の高い測定値を取得できます。

Lisun InstrumentsLimitedはによって発見されました LISUN GROUP 2003インチ LISUN 品質システムは ISO9001:2015 によって厳密に認証されています。 CIE会員として、 LISUN 製品は、CIE、IEC、およびその他の国際規格または国内規格に基づいて設計されています。 すべての製品はCE証明書に合格し、サードパーティのラボによって認証されました。

主な製品は ゴニオフォトメーター, 積分球, 分光放射計, サージジェネレータ, ESDシミュレーターガン, EMIレシーバー, EMC試験装置, 電気安全テスター, 環境室, 温度室, 気候チャンバー, サーマルチャンバー, 塩水噴霧試験, ダストテストチャンバー, 防水試験, RoHSテスト（EDXRF）, グローワイヤーテスト & ニードルフレームテスト.

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