JJG 384-2002 光谱辐射照度标准灯检定规程.pdf

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1、ZTZTG 中华人民共和国国家计量检定规程JJG 384-2002 光谱辐射照度标准灯Spectral Iradiance Standard Lamp 2002 - 11 -04发布2003 - 05 -04实施国家质量监督检验检茂总局发布JJG 384-2002 光谱辐射照度标准灯检定规程Verification Regulation of Spectral Irradiance Standard Lamp :JJG384-2002; ;代替JJG384一1985 本规程经国家质量监督检验检疫总局2002年11月04日批准，并自2003年05月04日起施行。归口单位:全国光学计量技术委员会起

2、草单位:中国计量科学研究院本规程委托全国光学计量技术委员会负责解释JJG 384-22 本规程主要起草人:代彩红(中国计量科学研究院)于家琳(中国计量科学研究院)JJG 384-2002 目录1 范围(1 ) 2 概述(1 ) 3 计量性能要求(2 ) 3.1 稳定性(2 ) 3.2 重复性(2 ) 3.3 年变化率(2 ) 3 .4 标准灯光谱辐射照度量值的不确定度(2 ) 4 通用技术要求(2 ) 5 计量器具控制(2 ) 5.1 检定条件(2 ) 5.2检定项目(叫5.3 检定方法(4 ) 5.4 检定结果的处理(7 ) 5.5 检定周期(7 ) 附录A标准灯的选择(8 ) 附录B250

3、 -25m光谱辐射照度标准灯的不确定度评定(9 ) 附录C光谱辐射照度标准灯检定原始记录格式(10) 附录D光谱辐射照度标准灯检定证书内页格式(11) JJG 384-2002 光谱辐射照度标准灯检定规程1范围本规程适用于250- 2500 nm波段范围的光谱辐射照度标准灯(简称标准灯)的首次检定、后续检定和使用中检验。光谱辐射照度标准灯的定型鉴定、样机试验中对计量性能的要求可参照本规程执行。2 概述光谱辐射照度标准灯是用于保持和传递辐射照度的光谱密集度量值的标准计量器具。还可用于250- 2 5nm光谱范围内各种辐射源的光谱辐射照度分布和光谱辐射计的校准等。辐射照度的光谱密集度的单位为W.c

4、m - 2 nm -1。光谱辐射照度标准灯是一种特制的卤鸽灯，主要由石英玻璃泡壳、灯丝、支撑架等几部分构成。10w柱形标准灯的发光体为布置成平面的单螺旋鸽丝;500 W管形标准灯的发光体为布置成与灯管轴线一致的双螺旋鸽丝。两种标准灯的电参数见表1，结构图分别见图1和图2。规格1ow柱形标准灯500 W管形标准灯2 3 图110w柱形标准灯结构图1一支架;2一灯丝;3一石英玻壳表1标准灯的电参数电流/A9.0 4 . 5 电压/V110 110 图2500 W管形标准灯结构图l一支架;2一灯丝;3一石英玻壳功率/W1000 500 3 计量性能要求3.1 稳定性JJG 384-2002 预热后，

5、标准灯在点燃2h内光谱辐射照度值的变化运1%。3.2 重复性标准灯的光谱辐射照度值的实验标准差运1%。3.3 年变化率标准灯光谱辐射照度值的年变化率运1%。3.4 标准灯光谱辐射照度量值的不确定度标准灯光谱辐射照度量值的不确定度见表2。表2标准灯量值的不确定度波段范围不确难度/%(k= l) 紫外:250 - 400 nm 1. 45 - 0.88 可见:400 -750 nm 0.88 - 0.83 近红外:750 - 2 500 nm 0.83 - 1. 34 4 通用技术要求4.1 标准灯应标示出厂编号和型号。4.2 标准灯的石英玻壳应透明度高，正对灯丝的部位没有可察觉的气泡、结石、斑点

6、、条纹和明显的擦伤以及薄厚不均等缺陷。4.3 1ow柱形标准灯的灯丝应在一平面内整齐排列，灯丝偏离所在平面不得超过:!: 1 mm，灯丝与挂钩及电极的连接要牢固，不应脱落。4 . 4 500 W管形标准灯灯丝必须与灯管轴线一致。5 计量器具控制计量器具控制包括:首次检定、后续检定和使用中检验。5.1 检定条件5. 1. 1 检定用设备5. 1.1. 1 光谱辐射照度工作基准灯组光谱辐射照度工作基准灯组由三只工作基准灯组成。其不确定度见表3。表3光i普辐射照度工作基准灯量值的不确定度波段范围紫外:250 - 400 nm 可见:400 -750 nm 近红外:750 - 2500 nm 5. 1

7、.1.2 检定装置2 工作基准灯的不确定度/%(k=l) 1.02 - 0.59 0.59 - 0.52 0.52 - 0.85 JJG 384-2002 检定装置包括人射光路和光谱辐射计两部分，见图30s 光轨-+._.-参考灯水冷光制单色仪探视IJ部分图3光谱辐射照度检定装置示意图移lJJ乎台人射光路:由光轨、可移动光学平台、光具座、挡屏、光阑、快门、三维可调灯架、7j(冷参考灯灯室、漫射器(漫射板或积分球)等组成。光轨应具有1m以上的长度并带有毫米刻度，并且要平直稳定，高低可调;挡屏外表面要发黑;漫射器由高纯度硫酸顿或海伦等具有无光谱选择性的材料制成;整个人射光路应用漫反射比低的材料围起

8、，以屏蔽杂散光。光谱辐射计:包括单色仪和探测部分。单色仪的工作波长范围不小于250- 2 500 nm，波长示值误差小于0.1nm，杂光水平小于10-5;探测部分由性能稳定、高灵敏度的光电接收器，放大器及数字电压表组成。读数的有效数字必须在三位以上。探测部分的非线性误差应小于0.1%。5. 1.1.3 电测和供电设备标准灯用直流稳压源、供电。电测和供电电路见图4。标准电阻为0.01级，0.01 0., 额定电流为IOA。数字电压表为6位半显示。直流稳压电源的规格为110Vx 10 A，要求电压连续可调。电源的调节细度运O.1Ao电压随时间的漂移运5xlO-5h-1。标准灯主流稳压bit(电压电

9、流连续可调)图4标准灯直流供电及电测控制线路图3 JJG 384-2例25. 1.1.4 其他装置工程水准仪两台。应满足JJG425一1994水准仪检定规程中DSZ3等的要求。5. 1. 2 环境条件5. 1. 2.1 温度:(20 :t 5) t:。5. 1.2.2 湿度:运80%RH。5. 1. 2.3 实验在暗室里进行。不允许有影响测量的杂散光进入测量光路。5.2检定项目检定项目见表4。表4检定项目表检定项目首次检定后续检定使用中检验外观检查+ + 稳定性+ -重复性+ + 年变化率+ 量值检定+ + 注:+表示需检定的项目;-表示不需检定的项目。5.3 检定方法5.3.1 外观+ +

10、用目视方法进行外观检查，要求符合4规定，凡不符合要求的标准灯不予检定。5.3.2 计量性能5.3.2.1 标准灯的安装和调整标准灯在每次使用前用酒精棉球或航空汽油轻轻擦拭石英玻壳，避免用手触摸。操作时应戴白细纱手套。轻拿轻放，保持灯泡玻壳清洁。标准灯点燃时，应缓慢地将灯电流升至工作电流。测量结束后，将电流逐渐降至零，然后断开电路。升降灯电流的时间不应小于5min。标准灯的预热时间应不小于20 mino 测量完毕，关闭电源后，待灯泡玻壳冷却后方可将灯取下。在测量光路中，在灯与漫射器之间应设置几个孔径适当的限制光阑。对于不同的光谱范围，相应选择光谱漫反射比低的屏蔽材料。将长轨调整到水平且平行于单色

11、仪的光轴;将漫射器中心高度调整到与狭缝中心等高，且漫射器中心在单色仪的光轴与系统光路光轴的交点上并成一定的角度。为避免出现镜反射，角度不要采用450。规定距离不应小于500mm。距离调整误差不应超过土1mm。1 0w标准灯工作位置调节:以两台光轴垂直相交的工程水准仪的光轴为准，分别调节测量光路与灯丝平面。移动三维灯架，使灯丝前表面与被照射面的距离为规定距4 JJG 384-22 离(见图5)。 一灯-准标 -轴一光口机口水准仪图51 0w标准灯工作位置调节示意图5w标准灯工作位置调节:以两台光轴垂直相交的工程水准仪的光轴为准，分别调节测量光路与灯架前沿平面。移动三维灯架，使灯架前沿平面与被照射

12、面的距离为规定距离(见图6)，并应给出灯丝中心到灯架前沿平面的距离。 标准灯I -_._.-_._._.- _._.- -O-r 光轴I I i 水准仪一-，口水准仪图6500 W标准灯工作位置调节示意图5.3.2.2 检定安排标准灯的量值由光谱辐射照度工作基准标定。用三只工作基准灯组两次重复标定同一只参考灯，其照度值的相对标准偏差不得超过1%;再用参考灯标定另一只工作基准灯，标定值与原值符合在:t1 %以内。达到上述要求，即可用参考灯标定标准灯。5.3.2.3 光谱辐射照度量值的确定光谱辐射照度的标定采用参考灯替代法，在光谱辐射计上进行测量。参考灯的设置见图3。实验方法如下:(1)工作基准灯

13、标定参考灯:移动实验平台，使工作基准灯灯丝中心在光阑中心和漫反射板中心所确定的光轴上。在每一测量波长，分别测量工作基准灯的响应V基准和参考灯的响应V，参考1; (2)参考灯标定标准灯:移动实验平台，使标准灯灯丝中心在光阑中心和漫反射板中心所确定的光轴上。在每一测量波长处，分别测量参考灯的响应V，参考2和标准灯的JJG 384- 2002 响应V.标准;(3)设工作基准灯在规定距离处的光谱辐射照度值为E.聊。计算标准灯在波长人的光谱辐射照度值E标准:E， = E标准V参考l-I 机-瓦孟了瓦豆豆 L:.基准、，A ，t、实验中检定的波长点见表50表5光谱辐射照度标定的波长点波段测量的波长点.ln

14、m250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 紫外360 370 380 390 400 380 390 400 450 500 550 555 600 650 700 750 可见8 750 800 850 900 950 1 000 1 100 1 200 1 300 1400 1500 近红外1 600 1 7 1 800 1 900 20 2 100 2200 2300 2400 2500 5 . 3.2. 4 稳定性将标准灯点燃在额定电流，预热20min后，在2h内用自动光谱辐射计监测标准灯的光谱辐射照度值变化。在波长= 500 nm处，设

15、最大值为Emax最小值为Emin0计算出标准灯光谱辐射照度值的相对变化.EIE ，应符合3.1的规定。. E E, - 一一=I巴一11x 100% E E皿in_._ (2) 5.3.2.5 重复性点燃标准灯，预热20min后，在任一测量波长处，进行n(n二三5)次光谱辐射照度的测量。分别得到n个测量值(E1-En)。设平均值为E:E = E/n 计算实验的相对标准差S，应符合3.2的规定。(3) 去(Ei- E)2 n - 1 E (4) s = 5.3.2.6 年变化率设上一年某波长的照度值为E，今年同一波长的照度值为乱，则年变化率应符合3.3的规定。I E - E I 年变化率=x1%

16、 5.3.2.7 测量不确定度的计算按照附录B的方法计算不确定度，应符合表2的规定。(5) 6 JJG 384-2002 5 .4 检定结果的处理按本规程检定合格的灯发给检定证书。检定不合格的灯发给检定结果通知书，并注明不合格项目。5.5 检定周期检定周期一般不超过2年。但是当标准灯的累计使用时间达到50h时，应当重新检定。送检时应附带上一次的检定证书。7 JJG 384-2002 附录A标准灯的选择将老化8h后的标准灯，再做2h的稳定性实验。为了忽略接收器灵敏度变化的影响，用一只稳定的灯作为比较灯，与标准灯进行比较测量，其比值的变化表示灯的稳定性(实验时，两只灯电流的控制精度应运1X 10-

17、4)。实验步骤如下。A.l 点燃两种灯后，预热20min后开始测量。用叫，n2分别表示标准灯、比较灯的响应值。A.2 每隔10min测量一次，共测量4次。求出比值:PE=El(i=1, 2 , 3 , 4) n2 A.3 半小时求一次平均比值，共求4个。Pj = (Pl + P2 + P3 +归)/4(j = 1,2 ,3 ,4) A.4 若再中最大与最小值的相对偏差4二Pmin运1% (式中Jmax表示最大的比值;FmmPmin 表示最小的比值)，该灯即可作标准灯使用。8 附录BJJG 384一22250 - 2500 nm光谱辐射照度标准灯的不确定度评定B.l 测量不确定度的A类评定B.

18、1. 1 光谱辐射照度测量的实验相对标准差，即相对标准不确定度s。B.2 测量不确定度的B类评定B.2.1 光谱辐射照度工作基准灯的相对标准不确定度u，B.2.2 探测器的非线性导致的光谱辐射照度的相对标准不确定度问B.2.3 电测系统导致的光谱辐射照度的相对标准不确定度问B.2.4 波长的不确定度产生的光谱辐射照度的相对标准不确定度hB.2.5 距离测量产生的光谱辐射照度的相对标准不确定度问B.3 计算合成相对标准不确定度上述各不确定度之间互不相关，按照下面公式计算合成相对标准不确定度Uc。122 2 2 2 2 uc=气Is- + uj + u + U3 + u: +时9 附录C检定日期送

19、检单位送检日期生产厂家检定类型室温/C外观检查技术依据检测方法测量距离A单位 250 260 270 280 290 3 310 320 330 340 350 360 370 380 390 4 检定结论:检定员:10 JJG 384- 2002 光谱辐射照度标准灯检定原始记录格式年月日证书编号标准灯型号标准灯编号口首次检定口后续检定相对湿度/%口合格口不合格口JJG384一2002在自动光谱辐射计上，利用参考灯比较法得到nm E单位E). c 380 390 400 450 500 550 555 600 650 700 750 800 750 800 850 900 检定条件标准灯电流检

20、定结果Wcm-2 nm E 有效期至核验员:Uc 第页口使用中检验口其他口其他Uc单位% E U c 1 000 1 100 1 200 1 300 1400 1 5 1 600 1 700 1 800 1 900 2000 2 100 2200 2300 2400 2500 JJG 384- 2002 附录D光谱辐射照度标准灯检定证书内页格式检定条件:1.灯丝中心平面与测量平面之间的距离:2.标准灯工作电流:8 .5000 A 检定结果:波K单位:nm; 光谐辐射照度E).单位:Wcm -2 . nm I 检定结果的相对标准不确定度凯的单位:%A EA U , A 瓦一一一250 400 一

21、260 450 270 500 280 550 一290 555 300 600 一310 650 320 700 330 750 3咽仁800 350 850 360 900 370 950 一380 1 0 -I 100 环境条件:室温:C;相对湿度:声明:1.检定结果仅对送枪仪器打效c2.术经本实验宰书而批准，不得部分复制木证书。3.本证书未加盖公章无效cU , 1 200 1 300 1 400 1 500 1 600 1 700 1 800 1 9l 2000 2 100 2200 2300 2400 2500 % RH E;, U 一.-11 中华人民共和国国家计量检定规程光谱辐射照度标准灯JJG 384-2002 国家质量监督检验检瘟总局发布 中国计量出版社出版北京剧乎里西街甲2号邮政编码1刷刷3电话(010)64275360 E-mail jIC 北京市迫鑫印刷厂印刷新华1;)主北京发行所发行版权所有不得翻印4峰础。mm)( 1230. mm 16 J哥本印张1字数16千字2003年3月第1版2刷3年3月第1次印刷印数)-20.统一1号1550.篇-1697定价:14.四元