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脉冲LED发光强度的时间特性/光谱特性测试装置

2022-02-22 12:22分类:电子元器件 阅读:

 

  一、序言

  本工作中致力于为单脉冲LED的生产商研发一套简易可用、特性价格对比相比较高而且能并且检测单脉冲LED亮度单位的時间特点和光谱仪特点的检测系统软件,用以商品的制造和检测。

  全部设备是由积分球、灯源以及专用型开关电源、時间特点检测系统软件、光谱仪特点检测体系和总自动控制系统产生的。

  被测灯源是产于好几个中国生产厂家的白光LED、纯色LED,大家自做了与之相配套的高频脉冲电源,选用数控机床变压方法,促使工作标准电压每0.1V持续可调式,调节标准为0.1-5V,开启引燃工作电压划档可调式,便于适用不一样规格型号的闪亮管。在灯的引燃方法上,本系統使用了外部电源电路开启和手动式开启二种方法,并应用光学防护,将外开启电源电路同灯源电源电路防护起来,防止造成影响,光谱分析仪造成开启单脉冲,开展同歩,与此同时光谱分析仪进行脉冲激光精确测量。

  二、积分球

  本设备用积分球是由丹东市万冠检测机械厂按相关规范生产制造的。积分球內径为20厘米,其总体被分层电焊焊接成2个圆柱状,主题活动的半球型用门铰链边收到稳定的半球型上,固定不动半球型固定不动在支撑架基座上,并用于安置灯、屏的支撑架(或拉线)和精确测量孔。

  球身体表层及配件(如屏等)表层均涂敷一层硫酸钡乳白色建筑涂料。涂敷全过程中,将掺加小量丙烯酸乳液的硫酸钡溶液,分多次匀称地喷漆在积分球的内表层上。

  三、规范灯源以及开关电源

  规范灯源由校准好的卤钨丝灯泡以及配套设施开关电源组成。用于校准光谱分析仪系统软件。卤钨丝灯泡经过中国计量科学院电子光学处校准,并得出其led色温在2855.6K周边时的工作标准电压(或电流量)。与之配套设施开关电源选用稳压管(或恒流电源)电源电路,给予电灯泡好的工作工作电压(或电流量),开关电源稳定性做到0.1%。在本体系中采用的规范灯源,选用了数控机床软起动和软关闭技术性,促使电灯泡在控制系统下,慢慢引燃做到工作标准电压(或电流量),灭掉时,慢慢减少灯工作电压(或电流量)直到彻底灭掉。

  四、時间特点检测系统软件

  光照强度枣時间特点检测系统软件关键用于精确测量LED的亮度单位的時间特点曲线图。这也是单脉冲灯源以及相对应开关电源的一个关键主要参数。全部系统软件精确测量LED经过积分球后的光信号灯不亮,此系統具体有下列几部份构成:

  光电探测器以及放大仪:应用光伏材料的PIN光电二极管,关键指标值:光感应一部分总面积0.5平方电线,冲激响应時间低于1ns,关键用以极快光精确测量。放大仪应用FET键入的宽带放大器,选用电流量运算放大器,变大光电二极管的光电流,使之做到数据采集卡所须要的工作电压。

  滤色片:应用QB21色夹层玻璃滤色片,将LED的红外线一部分滤除,仅保存精确测量需用的能见光一部分。

  数据采集卡:将光电探测器精确测量到的电流数据信号智能化储存在电子计算机内并展示出去。本系統应用英国NI企业数据采集卡,最少数据收集间距50ns,并具备开启工作电压可程序流程调节的特性。

  系统软件:选用英国NI企业的LABVIEW进行脉冲激光数据信号的搜集和测算。

  本手机软件关键测算的参数为:光信号灯不亮升高到较大光信号灯不亮的约1/3至光信号灯不亮降低到较大光信号灯不亮的约1/3的间隔时间做为闪亮時间,闪亮時间特点曲线图的積分值做为总流明值。

  必须表明的是:本检测体系的制定观念是完成与此同时迅速检测单脉冲LED亮度单位的時间特点和光谱仪特点2个关键性能指标值。未竟检测时有利于转换,2个特点的检测系统软件统一设备在了一起。积分球是因为清除LED光谱仪特点的室内空间各种各样而用的,对LED時间特征的测量精度关键决策于光电探测器以及放大仪及数据采集卡的時间反应特点,而积分球对于此事并沒有实质的危害。

  五、光谱仪特点检测系统软件

  照明灯具光线的灯色特点以及表现量如色坐标、色柔和显色性等是由照明灯具光线的光谱仪热量遍布决策的。本工作上的测色是构建在光谱仪分光光度法基本上的。实际机器设备包含:光纤线、平像场光栅尺光谱分析仪、线阵CCD以及光耦电路、电信号分析系统软件及其光谱仪手机软件等。

  1、精确测量灯源的相对性光谱仪热量遍布

  用积分球精确测量光谱仪热量遍布时,必须与光谱仪动能规范灯源来做比较,规范灯源的开关电源以平稳开关电源供电系统。灯源的光谱仪辐照度与光波长的关联称之为灯源的光谱仪热量遍布。光谱仪辐照度的相对值与光波长的关联称之为灯源的相对性光谱仪热量遍布。

  精确测量灯源的相对性光谱仪热量遍布选用与规范灯相较为的方式 。规范灯的光谱仪辐照度是给定的,能够表述为Ss(λ)。先将规范灯源放入积分球,得到光谱仪相应曲线图Rs(λ)。随后将被测灯源改换积分球,得到光谱仪相应曲线图Rt(λ)。被测灯源的相对性光谱仪热量遍布为:

  式中:Ss(λ)为规范灯源相对性光谱仪输出功率遍布,Rt(λ)为被测灯源光电探测器读值,Rs(λ)为规范灯源光电探测器读值。

  为融入LED的光谱仪遍布精确测量,选用了時间積分多路光学测量方法。光谱分析仪设计方案为交叉式C桾构造,光纤线将光信号灯不亮藕合键入光谱分析仪,线阵CCD光学信号接收器将光谱仪光信号灯不亮转化为电子信号。此系统软件还可以用以稳恒灯源的光谱仪特点精确测量。

  2、灯源色品座标的测算

  本工作中选用光谱仪亮度测色法的测定結果测算灯源的色品座标。由于大家但求色品座标,因此 大家只需精确测量鼠标光标的相对性光谱仪动能(输出功率)遍布,大家只需用估算出CIE1931XYZ饱和度系统软件中的色匹配函数或称之为等动能光谱仪的三刺激性值X、Y、Z的相对值就可以,最终算出CIE1931XYZ饱和度系统软件中的色品座标x,y或是CIE1960“UCS”匀称表色系统软件中的色坐标u,v。

  3、灯源有关led色温TCP的测算

  当测算获得灯源的u,v色平面坐标后,可运用CIE1960“UCS”图(u,v 色坐标图)上的黑体字运动轨迹和等温线,找寻黑体字运动轨迹上间距被测灯源色坐标近期的点,于己测灯源的u,v色坐标点为圆心点,以与之交叉的等温线为半经作圆,必与黑体字运动轨迹曲线图相交于一点,即该等温线与黑体字运动轨迹曲线图竖直交叉的那一点,根据一定的估算系统测算出相切的座标,就获知了待测灯源的有关led色温。

  4、灯源显色性的测定和测算

  显色指数是光线的关键性能主要参数之一。点评灯源的显色指数一般是以检测色卡各自在参考灯源和被测灯源灯具下总的色品偏移为基本定量分析点评灯源的显色指数的。被照明灯具物品的色调觉得除与灯源的光谱仪热量遍布及物品的透射率相关外,还与人的眼睛的融入情况相关,被称作人的眼睛的色融入效用(色觉恒常状况)。

  为降低色融入效用的危害,在点评随意灯源的显色指数时,选择与被测灯源led色温贴近乃至相同的参考灯源(标准灯源),参考灯源并无需实际的灯源,而用参考照明灯具体。对led色温在5000K下列的灯源,用黑体字做为参考灯源;对led色温在5000K之上的灯源,则用CIE生成昼光做为参考灯源。即便 led色温同样,但参考灯源与待侧灯源依然存有一定的饱和度差(应低于5.4&TImes;10-3)。

  一旦明确参考灯源的led色温,则可测算参考灯源的光谱仪输出功率遍布。

  5、均值显色性Ra的测算

  

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