1、 DETERMINATION OF MEASUREMENT UNCERTAINTIES IN PHOTOMETRY SUPPLEMENT 1: MODULES AND EXAMPLES FOR THE DETERMINATION OF MEASUREMENT UNCERTAINTIES Part 1: Modules for the Construction of Measurement Equations CIE 198-SP1.1:2011 UDC: 535.24 Descriptor: Photometry 535.241.5 Quantities related to photomet
2、ric and other measurements 535.241.535 Calibration ISBN 978 3 902842 01 5 THE INTERNATIONAL COMMISSION ON ILLUMINATION The International Commission on Illumination (CIE) is an organisation devoted to international co-operation and exchange of information among its member countries on all matters rel
3、ating to the art and science of lighting. Its membership co n-sists of the National Committees in about 40 countries. The objectives of the CIE are: 1. To provide an international forum for the discussion of all matters relating to the sc ience, technology and art in the fields of light and lighting
4、 and for the interchange of information in these fields between cou ntries. 2. To develop basic standards and procedures of metrology in the fields of light and lighting. 3. To provide guidance in the application of principles and procedures in the development of international and national standards
5、 in the fields of light and lighting. 4. To prepare and publish standards, reports and other publications concerned with all matters relating to the science, technology and art in the fields of light and lighting. 5. To maintain liaison and technical interaction with other international organisation
6、s co ncerned with matters related to the science, technology, standardisation and art in the fields of light and lighting. The work of the CIE is carried on by seven Divisions each with about 20 Technical Committees. This work covers su b-jects ranging from fundamental matters to all types of lighti
7、ng applications. The standards and technical reports devel-oped by these international Divisions of the CIE are accepted throughout the world. A plenary session is held every four years at which the work of the Divisions and Technical Committe es is reviewed, re-ported and plans are made for the fut
8、ure. The CIE is recognised as the authority on all aspects of light and lighting. As such it occupies an important position among international organisations. LA COMMISSION INTERNATIONALE DE LECLAIRAGE La Commission Internationale de lEclairage (CIE) est une organisation qui se donne pour but la coo
9、pration internati o-nale et lchange dinformations entre les Pays membres sur toutes les questions relatives lart et la science de lcla i-rage. Elle est compose de Comits Nationaux reprsentant environ 40 pays. Les objectifs de la CIE sont : 1. De constituer un centre dtude international pour toute ma
10、tire relevant de la science, de la technologie et de lart de la lumire et de lclairage et pour lchange entre pays dinformations dans ces domaines. 2. Dlaborer des normes et des mthodes de base pour la mtrologie dans les domaines de la lumire et de lcla i-rage. 3. De donner des directives pour lappli
11、cation des principes et des mthodes dlabora tion de normes internationales et nationales dans les domaines de la lumire et de lclairage. 4. De prparer et publier des normes, rapports et autres textes, concernant toutes matires relatives la science, la technologie et lart dans les domaines de la lumi
12、re et de lclairage. 5. De maintenir une liaison et une collaboration technique avec les autres organisations internationales co ncernes par des sujets relatifs la science, la technologie, la normalisation et lart dans les domaines de la lumire et de lclairage. Les travaux de la CIE sont effectus par
13、 7 Divisions, ayant chacune environ 20 Comits Techniques. Les s ujets dtudes stendent des questions fondamentales, tous les types dapplications de lclairage. Les normes et les rapports tec h-niques labors par ces Divisions Internationales de la CIE sont reconnus dans le monde entier. Tous les quatre
14、 ans, une Session plnire passe en revue le travail des Divisions et des Comits Techniques, en fait rapport et tablit les projets de travaux pour lavenir. La CIE est reconnue comme la plus haute autorit en ce qui con-cerne tous les aspects de la lumire et de lclairage. Elle occupe comme telle une pos
15、ition importante parmi les organ i-sations internationales. DIE INTERNATIONALE BELEUCHTUNGSKOMMISSION Die Internationale Beleuchtungskommission (CIE) ist eine Organisation, die sich der internationalen Zusa mmenarbeit und dem Austausch von Informationen zwischen ihren Mitgliedslndern bezglich der Ku
16、nst und Wissenschaft der Lichttechnik widmet. Die Mitgliedschaft besteht aus den Nationalen Komitees in rund 40 Lndern. Die Ziele der CIE sind : 1. Ein internationaler Mittelpunkt fr Diskussionen aller Fragen auf dem Gebiet der Wissenschaft, Technik und Kunst der Lichttechnik und fr den Informations
17、austausch auf diesen Gebieten zwischen den einzelnen Lndern zu sein. 2. Grundnormen und Verfahren der Messtechnik auf dem Gebiet der Lichttechnik zu entwickeln. 3. Richtlinien fr die Anwendung von Prinzipien und Vorgngen in der Entwicklung internationaler und n ationaler Nor-men auf dem Gebiet der L
18、ichttechnik zu erstellen. 4. Normen, Berichte und andere Publikationen zu erstellen und zu verffentlichen, die alle Fragen auf dem Gebiet der Wissenschaft, Technik und Kunst der Lichttechnik betreffen. 5. Liaison und technische Zusammenarbeit mit anderen internationalen Organisationen zu unterhalten
19、, die mit Fragen der Wissenschaft, Technik, Normung und Kunst auf dem Gebiet der Lichttechnik zu tun haben. Die Arbeit der CIE wird in 7 Divisionen, jede mit etwa 20 Technischen Komitees, geleistet. Diese Arbeit betrifft Gebiete mit grundlegendem Inhalt bis zu allen Arten der Lichtanwendung. Die Nor
20、men und Technischen B erichte, die von diesen international zusammengesetzten Divisionen ausgearbeitet werden, sind von der ganzen Welt anerkannt. Alle vier Jahre findet eine Session statt, in der die Arbeiten der Divisionen berprft, berichtet und neue Plne fr die Zukunft ausgearbeitet werden. Die C
21、IE wird als hchste Autoritt fr alle Aspekte des Lichtes und der Beleuchtung ang e-sehen. Auf diese Weise unterhlt sie eine bedeutende Stellung unter den internationalen Organisationen. Published by the COMMISSION INTERNATIONALE DE LECLAIRAGE CIE Central Bureau Kegelgasse 27, A-1030 Vienna, AUSTRIA T
22、el: +43(1)714 31 87 0, Fax: +43(1)714 31 87 18 e-mail: ciecbcie.co.at WWW: http:/www.cie.co.at/ CIE 2011 - All rights reserved DETERMINATION OF MEASUREMENT UNCERTAINTIES IN PHOTOMETRY SUPPLEMENT 1: MODULES AND EXAMPLES FOR THE DETERMINATION OF MEASUREMENT UNCERTAINTIES Part 1: Modules for the Constr
23、uction of Measurement Equations CIE 198-SP1.1:2011 UDC: 535.24 Descriptor: Photometry 535.241.5 Quantities related to photometric and other measurements 535.241.535 Calibration ISBN 978 3 902842 01 5 CIE 198-SP1.1:2011 II This Technical Report has been prepared by CIE Technical Committee 2-43 of Div
24、ision 2 “Physical Measurement of Light and Radiation” and has been approved by the Board of Ad-ministration of the Commission Internationale de lEclairage for study and application. The document reports on current knowledge and experience within the specific field of light and lighting described, an
25、d is intended to be used by the CIE membership and other interested parties. It should be noted, however, that the status of this document is advisory and not mandatory. Ce rapport technique a t labor par le Comit Technique CIE 2-43 de la Division 2 “Me-sures Physiques de la Lumire et des Radiations
26、” et a t approuv par le Conseil dAdminis-tration de la Commission Internationale de lEclairage, pour tude et emploi. Le document ex-pose les connaissances et lexprience actuelles dans le domaine particulier de la lumire et de lclairage dcrit ici. Il est destin tre utilis par les membres de la CIE et
27、 par tous les intresss. Il faut cependant noter que ce document est indicatif et non obligatoire. Dieser Technische Bericht ist vom Technischen Komitee CIE 2-43 der Division 2 “Physikali-sche Messungen von Licht und Strahlung” ausgearbeitet und vom Vorstand der Commission Internationale de lEclairag
28、e gebilligt worden. Das Dokument berichtet ber den derzeitigen Stand des Wissens und Erfahrung in dem behandelten Gebiet von Licht und Beleuchtung; es ist zur Verwendung durch CIE-Mitglieder und durch andere Interessierte bestimmt. Es sollte jedoch beachtet werden, dass das Dokument eine Empfehlung
29、und keine Vorschrift ist. Any mention of organisations or products does not imply endorsement by the CIE. Whilst eve-ry care has been taken in the compilation of any lists, up to the time of going to press, these may not be comprehensive. Toute mention dorganisme ou de produit nimplique pas une prfr
30、ence de la CIE. Malgr le soin apport la compilation de tous les documents jusqu la mise sous presse, ce travail ne saurait tre exhaustif. Die Erwhnung von Organisationen oder Erzeugnissen bedeutet keine Billigung durch die CIE. Obgleich groe Sorgfalt bei der Erstellung von Verzeichnissen bis zum Zei
31、tpunkt der Drucklegung angewendet wurde, ist es mglich, dass diese nicht vollstndig sind. CIE 2011 - All rights reserved CIE 198-SP1.1:2011 III The following members of TC 2-43 “Determination of measurement uncertainties in photome-try” took part in the preparation of this Technical Report. The comm
32、ittee comes under Division 2 “Physical Measurement of Light and Radiation” and the terms of reference were: “To pre-pare a CIE recommendation as basis for the determination of measurement uncertainties va lid for selected quantities used in photometry.” Members: J. Bastie France P. Blattner Switzerl
33、and A. Bouman Netherlands A. Corrns Spain R. Daubach USA J. Gardner Australia A. Gaertner Canada T. Goodman United Kingdom G. Heidel Germany U. Krueger Germany C. Miller USA J. Moore United Kingdom Y. Ohno USA M. Rastello Italy R. Rattunde Germany G. Sauter Germany (Chair) J. Schanda Hungary W. Steu
34、dtner Germany P. Webb USA R. Young USA Y. Zong USA Advisor: W. Woeger Germany CIE 198-SP1.1:2011 IV Contents Summary . V Resume . V Zusammenfassung . V Scope . 1 Introduction 1 Part 1: Modules for the Construction of Measurement Equations 2 1.1 Indicating Instrument . 3 1.2 Substitution Method . 4 1
35、.3 Monitor Technique . 5 1.4 Temperature Dependence 6 1.5 Distance Measurement 7 1.6 Non-Lambertian Distribution. 8 1.7 Photometer Properties . 9 1.8 Photocurrent and Corrections 10 1.9 Shunt Resistor Properties 11 1.10 Lamp Properties 12 1.11 Batch Averaging 13 1.12 Calibration of Transfer Standard
36、s . 14 Part 2: Examples for Models with Individual Inputs see CIE 198-SP1.2 Part 3: Examples for the Solving of Systems of Equations . see CIE 198-SP1.3 Part 4: Examples for Models with Distributions see CIE 198-SP1.4 CIE 198-SP1.1:2011 V MODULES AND EXAMPLES FOR THE DETERMINATION OF MEASUREMENT UNC
37、ERTAINTIES Summary This report supplements Technical Report CIE 198:2011 Determination of Measurement Un-certainties in Photometry for the determination of measurement uncertainties associated with the values of selected quantities in photometry. It is organised in a 1 st part (this part), which sho
38、ws modules for the construction of measurement equations and three more parts with ex-amples grouped with increasing complexity. The 2nd part deals with single output quantities determined from several different input quantities, while in the 3 rd part examples1 for two and more output quantities ar
39、e presented which are determined from the same set of input quanti-ties. Examples of quantities defined as integrals of distributions (spectral, angular, spatial) are presented in the 4th part. MODULES ET EXAMPLES POUR LA DETERMINATION DES INCERTITUDES DE MESURES APPLIQUEE AUX GRANDEURS PHOTOMETRIQU
40、ES Resume Ce rapport apporte des complments au rapport technique CIE 198:2011 Dtermination des incertitudes de mesure en photomtrie pour la dtermination des incertitudes de mesure as-socies aux valeurs dune slection de grandeurs photomtriques. Il se divise en quatre par-ties. La premire partie (cett
41、e partie), qui fait lobjet de ce document, indique les modules pour tablir les equations de mesure. Les trois autres parties donnent des exemples de com-plexit croissante. La deuxime partie traite dune grandeur de sortie unique obtenue partir de plusieurs grandeurs en entre. La troisime prsente des
42、exemples2 de deux grandeurs de sortie, ou plus, obtenues partir du mme ensemble de donnes en entre. Des exemples de grandeurs dfinies par lintgrale dune distribution (spectrale, anguleire ou spatiale) sont prsents dans la quatrime partie. MODULE UND BEISPIELE ZUR BESTIMMUNG VON MESSUNSICHERHEITEN Zu
43、sammenfassung Dieser Bericht ergnzt den Technischen Bericht CIE 198:2011 Determination of Measurement Uncertainties in Photometry zur Bestimmung von Messunsicherheiten, die den Werten aus-gewhlter Gren in der Photometrie beigeordnet sind. Er ist gegliedert in einen 1. Teil (di e-sen Teil), der Modul
44、e zum Erzeugen von Messgleichungen zeigt und drei weitere Teile mit Beispielen, angeordnet nach wachsender Komplexitt. Der 2. Teil behandelt einzelne Aus-gangsgren, die aus mehreren verschiedenen Eingangsgren berechnet werden, whrend im 3. Teil Beispiele3 fr zwei und mehr Ausgangsgren gegeben werden
45、, die vom gleichen Satz Eingangsgren bestimmt werden. Beispiele von Gren, die als Integrale von Vertei-lungen (spektral, richtungsabhngig, rumlich) definiert sind, werden im 4. Teil zusammenge-fasst. 1 Till to date just one example in part 3 and 4 respectively is available, further ones are to follo
46、w. 2 A ce jour il y a seulement un example en partie 3 resp. 4. Autres examples sont en phase de planification. 3 Z.Z. ist nur jeweils ein Beispiel in Teil 3 und Teil 4 vorhanden. Weitere Beispiele sind in Planung. CIE 198-SP1.1:2011 VI CIE 198-SP1.1:2011 1 Scope This supplement to Technical Report
47、CIE 198:2011 Determination of Measurement Uncertain-ties in Photometry for determination of measurement uncertainties associated with the values of selected quantities used in photometry is intended as a practical help and guidance and collects modules and examples. It is planned that CIE Division 2
48、 will develop more modules and examples for current and newly created quantities in existing and future technical reports, respectively, which will be added as additional supplements. Introduction Part 1 (this part) shows a collection of small models referred as 1.xx, which are herein deno t-ed as “
49、modules”. They represent typical quantities (mechanical, electrical, optical etc.) con-tributing to the combined MUs4 associated with the values of photometric quantities. The modelling of a measurement is affected by the instrumentation, the measurement procedure and the reference standards used for traceability. Thus, the modules in this part have to be modified to fit the measurement procedures c
