Способ измерения спектральной характеристики электрического самосветящегося объекта Советский патент 1987 года по МПК G01J3/46 

Изобретение относится к световым измерениям и может быть использовано для измерения спектрального распределения самосветящихся объектов.

Целью изобретения является повьше- ние точности измерения спектральной характеристики самосветящегося электрического объекта.

На фиг. 1 представлены кривые спектрального распределения для пяти электрических режимов самосветящегося объекта; на фиг. 2 - графики зависимости спектрального распределения от тока для тех же режимов; на фиг,3- кривые зависимости координат цвета от тока для тех же режимов; на фиг. 4.- устройство для осуществления способа

Устройство включает самосветящий- ся объект 1, на оптической оси которого располагается система формирующих диафрагм 2, а также три когерентных монохроматических излучателя 3, расположенных под углом друг к другу и поле 4 сравнения.

Способ осуществляют следующим образом.

Устанавливают на самосветящемся объекте 1 ток , превьшающий его номинальный режим. Измеряют спектральное распределение самосветящегося объекта I для этого режима, устанавливают самосветящийся объект перед входной щелью спектрометра, подсоединяют его к стабилизированному источнику питания, включают самосветящийся объект, производят юстировку и измерения с помощью фотоприемника с регистрирзгю- щей аппаратурой. Затем уменьшают ток самосветящегося объекта 1 до номинального значения и для него производят аналогичным путем измерения. В окрестностях номинального режима устанавливают ток самосветящегося объекта 1 в диапазоне от -4 до +2% , и для каждого значения электрического режима, общим числом ft, не менее .пяти измеряют свое спектральное распределение. По полученным данным строят графики спектрального распре- делений (/)п каждого тока 1„ (фиг. 1), и используя эти графики определяют зависимость спектрального распределения от тока самосветящегося объекта (фиг, 2).

Затем вычисляют значения коорди- нат цвета Х, Y, Z по формулам

г 80

X

1ь

Zn

ЗвО

780

(А)„ Х(А) dA ;

во во (Л) У(Д) dA ;

1«с

780

i() z(/i) d(,

380

(л)

-длина волны света, измеряемая в пределах (380-780) мм;

-спектральное распределение для п-го значения тока;

(А) ,2(Л )-значения удельных координат цвета. полученным значениям координат

цвета

Х„, Y и

строят графики за- от величины тока

висимости X,. Y и Z (фиг. 3).

Для координат цветности, которые необходимо установить на самосветящемся объекте, например источника А, вычисляют значения средней мощности эталонных когерентных монохроматических излучений, смещение которых дает необходимый цвет и вычисляют

координаты цвета X

Затем

5

0

о о

на поле 4 сравнения направляют эталонные излучения, и излучение самосветящегося объекта, проходящее через систему формирующих диафрагм 2. Изменяя расстояние самосветящегося объекта 1 до поля 4 сравнения и электрический режим работы объекта, добиваются колориметрического равенства и регистрируют соответствующий элетстрический режим 1 объекта. В этом режиме координаты цвета излуче5 НИН объекта 1 равны X

о

YO и Z,.

Найосят полученные значения Xg,Y и Z йа графики (фиг, 3) и определяют поправочные коэ(|н|)И1щенты

V - 0 KX - -х™

V - 0

55

где Х 5 Y и Z - координаты цвета объекта, соответствующие режиму цветового равенства. По графикам зависимости спектрального распределения от тока (фиг. 2)

для тока I находят соответствующие значения (,), (А) ...(Д), которые умножаются на поправочные коэффициенты:

К - для длин волн в диапазоне

0,380-0,500 MKMJ К - для длин волн в диапазоне

0,500-0,580 мкм; К - для длин волн в диапазоне 0,580-0,780 мкм.

Результатом является определение спектральной характеристики (А) самосветящегося электрического объек та с минимальной достижимой погрешностью;

Среднюю мощность лазерного излучения в диапазоне 0,1-1 Вт измеряют, с относительной погрешностью не хуже 9р 0,004, исходя из этого погрешность определения X, Y и Z не превышает 0,005.

Погрешность измерения координат цветности X, У и Z вычисляется по. частным производным X, Y, Z по X, Y, Z и на уровне 0,3 Вт составляет 5-10

Суммарная погрешность измерения спектрального распределения определяется по формуле

где в

ITTxC

+

и нле

М+(

п пер нзл

НАР

0U нлЕ

неисключенная систематическая погрешность, обусловленная нелинейностью светового потока от тока самосветящегося объекта, эта погрешность не превышает 0,003;

неисключенная систематическая погрешность, обусловленная нестабильностью питающего напряжения, не превьшгает 0,001 в диапазоне от -4 дл +2% от номинального режима работы самосветящегося объекта; неисключенная системати35

40

45

Измерение спектрального распределения самосветящегося объекта для пяти режимов вблизи номинального, позволяет снизить случайную составляющую погрешности этих измерений (число измерений не менее пяти выбрано, исходя из условий статистической обработки результатов измерений), а введение поправочных коэффициентов и разбивка их по. диапазонам длин волн позволяет значительно снизить систематическую составляющую погрешности измерения спектрального распределения самосветящегося объекта.

Формула изобретения

Способ измерения спектральной характеристики электрического самосветящегося объекта, .заключающийся в изческая погрешность, обус- мерении распределения энергетической

&. -

ловленная нелинейностью хода кривой спектрального распределения в зоне разбиения, не превьш1ает 0,0015;

неисключенная систематическая погрешность, обусловленная величиной порога различения цвета в зо55

яркости по длинам волн для номинального электрического режима, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, измерение энергетической яркости производят дополнительно по крайней мере для четьфех электрических режимов в диапазоне от -4 до +2% от номинального, определяют координаты цвета объекта X,

0

0

5

5

0

35

0

45

пер

U3M

не источника А, не превы- шает 0,005;

средне-квадратичное отклонение результата измерений при передаче размера единиц координат цвета, которое, не превышает 0,04;

средне-квадратичное отклонение результата измерений, определяемое точностью регистрирующей аппаратуры. Оно не превьш а- ет 0,001.

Суммарная погрешность S с учетом приведенных значений основных со- ставляю1цих погрешностей не превышает 0,01.

Таким образом, спектральная характеристика самосветящегося объекта может быть уточнена с помощью тохшее измеряемых координат цвета, полученных от смешения монохроматических когерентных излучений, т.е. переход от координаты цвета к спектральному распределению самосветящегося объекта позволяет увеличить точность определения спектральной характеристики.

Измерение спектрального распределения самосветящегося объекта для пяти режимов вблизи номинального, позволяет снизить случайную составляющую погрешности этих измерений (число измерений не менее пяти выбрано, исходя из условий статистической обработки результатов измерений), а введение поправочных коэффициентов и разбивка их по. диапазонам длин волн позволяет значительно снизить систематическую составляющую погрешности измерения спектрального распределения самосветящегося объекта.

Формула изобретения

Способ измерения спектральной характеристики электрического самосветящегося объекта, .заключающийся в измерении распределения энергетической

яркости по длинам волн для номинального электрического режима, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, измерение энергетической яркости производят дополнительно по крайней мере для четьфех электрических режимов в диапазоне от -4 до +2% от номинального, определяют координаты цвета объекта X,

1362950

Y, Z для этих режимов, задают координаты цветности объекта, выбирают в качестве эталонных когерентные монохроматические излучения, вычисляют зна чения энергетических характеристик эталонных излучений и координат цвета их смеси - Х, Y, Z, смешивают эталонные излучения, уравнивают цвета смеси и измеряемых излучений, регистрируют при этом электрический режим объекта, вычисляют

10

поправочные коэффициенты из соотношения Хд/Х - для диапазона длин волн 0,38-0,50 мкм, - для диапазона 0,50-0,58 мкм, Zjj/Z - для диапазона 0,58-0,78 мкм, где Х , Y , Z - координаты X, Y, Z цвета объекта, соответствующие режиму цветового равенства, умножают значения измерений спектральной характеристики для электрического режима цветового равенства на поправочные коэффициенты.

Фиг.1

ед;

о

0

Фаг. 2

I

Изобретение относится к способам измерения спектрального распределения самосветящихся объек-Гов. Цель изобретения - повьшение точности измерения спектральной характеристики самосветящегося объекта за счет перехода от координат цвета к спектральному распределению. В процессе способа производят измерение спектрального распределения энергии самосветящегося объекта для пяти электрических режимов в окрестностях номинального и определяют координаты цвета. По заданн 1м координатам цветности вычисляют значения энергетических характеристик смешиваемых когерентных излучений и координаты цвета смешанного излучения и после операции смешения регистрируют значения координат цвета и электрический режим цветового равенства самосветящегося объекта, вычисляют поправочные коэффициенты, которые затем умножают на значения энергии соответствующей длины волны спектрального распределения для электрического режима цветового равенства, и получают уточненное спектральное распределение самосветящегося объекта. 4 ил. (Л со О5 1чЭ CD СД

XVZ

X

Фиг.з

Составитель В.Варнавский Редактор Ю.Середа Техред л.Сердюкова Корректор О.Кравцова

Заказ 6390/28 Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4