JJG383-2002光谱辐射亮度标准灯检定规程.pdf

中华人民共和国国家计量检定规程 J J G 3 8 3 - 2 0 0 2光谱辐射亮度标准灯S p e c t r a l R a d i a n c e S t a n d a r d L a m p2 0 0 2 一1 1 一 0 4发布2 0 0 3 一0 5 一0 4实施国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局发布J J G 3 8 3 - 2 0 0 2光谱辐射亮度标准灯 检定规程 V e r i f i c a t i o n R e g u l a t i o n o fS p e c t r a l R a d i a n c e S t a n d a r d L a m p11 J J G 3 8 3 -2 0 0 2;代 替J J G 3 8 3 - 1 9 8 5 本规程经 国家质量监督检验检疫总局 2 0 0 2年 1 1月 0 4日批准 ，并 自2 0 0 3 年 0 5 月 0 4日 起施行 。归 口单位 :全国光学计量技术委员会起草单位 :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J J G 3 8 3 - 2 0 0 2本规程主要起草人 : 代彩红 于家琳( 中国计量科学研究院)( 中国计量科学研究院)7 J G 3 8 3 -2 0 0 2目录1 范围 。 (1 )2 概述 (1 )3 计量性能要求 ( 1 )3 . 1 稳定性 、 ， ， ， 、 ， 、 、 ， 、 ， 、 、 、 、 、 ， 、 、 ， 、 、 、 、 、 、 “ 、 、 ( 1 )3 . 2 温场均匀性 ( 2 )3 . 3 重复性 ( 2 )3 . 4 年变化率 ( 2 )3 . 5 标准灯光谱辐射亮度量值的不确定度 ( 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 ( 3 )53 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 2 5 0 - 2 5 0 0 n m光谱辐射亮度标准灯的不确定度评定 ( 8 )附录 B 光谱辐射亮度标准灯检定原始记录格式 ( 9)附录 C 光谱辐射亮度标准灯检定证书内页格式 ( 1 0 )J J G 3 8 3 -2 0 0 2光谱辐射亮度标准灯检定规程范 围 本规程适用于2 5 0 - 2 5 0 0 n m波段范围的光谱辐射亮度标准灯 ( 简称标准灯)的首次检定、后续检定和使用中检验。光谱辐射亮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 光谱辐射亮度标准灯是用于保持和传递辐射亮度的光谱密集度量值的标准计量器具。还可用于校准2 5 0 一 2 5 0 0 n m光谱范围内各种辐射源的光谱辐射亮度分布和光谱辐射计的校准等。 辐射亮度的光谱密集度的单位是洲 c m 一 2 n m 一 s r 一 a 光谱辐射亮度标准灯是一种特制的钨带灯，有两种型号:带石英窗口的 B D W型和不带窗口的 B W 型。B W型标准灯用于可见和近红外辐射波段，B D W 型标准灯用于紫外、可见和近红外辐射波段。B W型和 B D W型标准灯的电参数见表 1 ，结构示意图分别见图 1 和图2 0 表 1 标准灯的电参数!规 格 。 号!额 定 电 流 / A!额 定 电 压 / V一 额 定 功 率 /W!B W 到B D W 型1 82 22 02 51 21 22 1 0一2 7 02 4 03 0 0图 1 B W型标准灯结构图 1 一玻壳;2 一框架; 3 一指针;4 一钨带图2 B D W型标准灯结构图1 一玻壳;2 -框架;3 一石英窗口; 4 一指针;5 一钨带3 计量性能要求3 . 1 稳定性.T .T G 3 8 3 - 2 0 0 2 标准灯的稳定性是指标准灯温度随点燃时间的变化。B D W型标准灯在 2 5 0 0时，预热 2 0 m i n 后，在 2h 内温度变化 T 5;B W型标准灯在 2 0 0 0时 ，预热 2 0 m i n后，在 8h 内温度变化 T ,3。3 . 2 温场均匀性 标准灯的温场均匀性是指钨带指针上下 1 m m区域内的温度变化。标准灯在预热2 0 m i n 后 ，B D W型钨带灯应满足:AT g4;B W型钨带灯应满足:A T -3。3 . 3 重复性 标准灯的光谱辐射亮度值的实验标准差 I %Q3 . 4 年变化率 标准灯光谱辐射亮度值的年变化率1 %a3 . 5 标准灯光谱辐射亮度量值的不确定度 标准灯光谱辐射亮度量值的不确定度见表2 0 表 2标准灯量值的不确 定度波段范 围不确定度/ % ( k二 1 )紫外:2 5 0一 4 0 0 nn1 . 1 3一0 . 5 8可见 :4 0 0一7 5 0 n .0. 5 8一 0 . 4 6近红外:7 5 0 一 2 5 0 0 n m0 . 4 6一 0 . 9 54 通用技术要求4. 14 . 2标准灯应标明制造厂名 、出厂编号、型号及I l i 互 】 标志。标准灯的玻壳及石英窗应透明，正对发光体部位不得有气泡、结石 、斑点 、条纹、擦伤、发雾及影响透明度的缺陷，厚薄均匀。钨带应平直。5. 1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。 检定条件. 1 检定设备. 1 . 1 光谱辐射亮度工作基准灯组 光谱辐射亮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 光谱辐射亮度工作基准灯量值的不确定度 波 段 范 围工 作 基 准 灯 的 不 确 定 度 / %( 、 二 1 ) 紫夕 卜 :2 5 0一4 0 0 n m一0 . 8 8一0. 4 4 可见 :4 0 0一7 5 0 n .一0 . 4 4一0. 3 2 近红外 :7 5 0一2 5 0 0 n m0 . 3 2一0 . 6 75. 1 . 1 . 2 2检 定装 置.1 .I G 3 8 3 - 2 0 0 2光谱辐射亮度标准检定装置包括人射光路和光谱辐射计两部分，见图3 0标 准灯公 图3 光谱辐射亮度检定装置示意图 人射光路 :由光轨、光具座、挡屏、快门、灯架、平面反射镜 、凹面镜及其调节平台等组成。光轨要平直稳定，高低可调;挡屏外表面要发黑;整个照明装置要用漫反射比低的材料围起 ，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 2 5 02 5 0 0 n m，波长示值误差应小于 0 . 1 n m，杂散光水平小于 1 0 - 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 %05 . 1 . 1 . 3 电测和供电设备 标准灯由直流稳流电源供电， 电测和供电电路见图4 。标准电阻为 0 . 0 1 级， 0 . 0 0 1 1 1 ,额定电流 3 3 A ， 数字电压表为 6位半显示。直流稳流电源的规格为1 5Vx 3 0A ，要求电流连续可调。电 源的 调节细度 0 . 0 0 1 A 。电 流随时间的漂移蕊 3 x 1 0 - 5 h - .5 . 1 . 1 . 4 光电高温计 - 光电高温计测温的实验标准差蕊1 K o5 . 1 . 1 . 5 工程水准仪两台 工程水准仪应满足 J J G 4 2 5 -1 9 9 4 水准仪检定规程中 D S Z 3 等的要求。5 . 1 . 2 环境条件5 . 1 . 2 . 1 温度:( 2 0 1 5 ) 0 C 05 . 1 . 2 . 2 湿度 :5 )次光谱辐射亮度的测量。分别得到 n个测量值( L ， 一 L n ) 。 设平均值为L : L=艺L : l n( 2 )计算实验的相对标准差 、 ，应符合 3 . 3 的规定。、 = : 一巨 L )2 LV n 一 1( 3 )5 . 3 . 2 . 6 年变化率的检定 设上一年某波长的测量值为L i p ， 今年同 一波长的测量值为 L , ， 则年变化率应符合3 . 4 的规定。年变化率 L ; 一L =x1 0 0%( 4 )5 . 3 . 2 . 7 计算测量不确定度J J G 3 8 3 - 2 0 0 2 按照附录 C的方法计算不确定度，应符合表 2 的规定。5 . 4 检定结果的处理 对标准灯的首次检定 、后续检定和使用中检验需要检定的项 目根据本规程 5 . 2中的内容执 行。 按本规程要求检定合格的标准灯发给检定证书。检定不合格的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 5 0 h 时，应当重新检定。送检时应附带上一次的检定证书。J J G 3 8 3 -2 0 0 2附录 A2 5 0 一 2 5 0 0 n m 光谱辐射亮度标准灯的不确定度评定A. 1 数学模型 标准灯的光谱辐射亮度测量的数学表达式为 ( A l ) ，式中各变量的定义见本规程5. 3. 2. 2 0 L z b A =视 量不确定度的A类评定v1,参 考 2V 2 iVr1基 服x八基 准( A l )A . 2光谱辐射亮度测量的实验相对标准差，即相对标准不确定度 ， 。标准灯光谱辐射亮度测量的实验相对标准差按照式 ( A 2 )计算:= _1 !- (L - L )2L n - 1( A2 )其中L ; ( i = 1 , 2 ,， n 且n : 2 )为第 i 次测量的光谱辐射亮度值; L为n 次测量的光谱辐射亮度平均值。L=艺L : l n( A 3 )A . 3 测量不确定度的 B类评定A . 3 . 1 光谱辐射亮度工作基准灯的相对标准不确定度 u ,A . 3 . 2 探测器的非线性导致的光谱辐射亮度的相对标准不确定度 “ 2 探测器的非线性可通过非线性测量装置测量。根据实验结果，探测器的非线性导致的光谱辐射亮度的相对标准不确定度 u 2 - - 0 . 1 %-A . 3 . 3 电 测系统导致的光谱辐射亮度的相对标准不确定度 u 3 电测系统包括标准电阻和数字电压表本身的不稳定性。据经验估计由电测系统导致的光谱辐射亮度的相对标准不确定度 二 。 = 0 . 1 %.A . 3 . 4 波长的不确定度产生的光谱辐射亮度的相对标准不确定度 u 4光谱辐射亮度为:L=CI A C,e x p 万( A 4 ) 公式 ( A 4 )对 A 求偏微分，可得到单色仪波长的不确定度产生的光谱辐射亮度的相对标准不确定度 n 为: 1 一 5 C z )u 4 = (a+ l Z T ) u z( A 5 ) 其中 。 * 为单色仪波长的不确定度。A . 4 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 u。 u= 丫、 ， + 。 : +u zu 2 + 。 ; + 。 ;( A 6 )JJ G 3 8 3 一 2 州U附录 B光谱辐射亮度标准灯检定原始记录格式检定 口期第页送检单位证 书编号送检 日期标准灯型号生产厂家标准灯编号检定类型口首次检定口后续检定口使用中检验室温/ 一 相 对 湿 度 %外观检查口合格口不合格口其他技术依据口JJ G3 83一2 002口其他检测方法在自动光谱辐射计上，利用参考灯比较法得到检定条件测量距离标准灯 电流检定结果几单 位n l l 】岛单位胖 W c mZ n m l sr l。 。 单位%几L一Uc几L“c几乙 丸U c2 5 03 8 0llX M )2 6 03 9 01 1 0 02 7 04 oo12 0 02 8 04 5 013 (X)2 9 05 0 0l4 0()3 oo5 5 015 003 1 05 5 5160 03 2 06 0 017 0 03 3 0 !6 5 0一18 0 03 407 ool9 0()3 507 5 02 ( 洲 洲 3 6 0一8 0 02 l 0()3 7 07 5 02 2 0()3 8 08 oo2 3 0 03 9 08 5 02 4 0 04 oo9 ool2 5 00检定结论 :检定员 :有效期 至核验 员:J J G 3 8 3 - 2 0 0 2附 录 C光谱辐射亮度标准灯检定证书内页格式检定条件:1 ， 钨带灯的测量位置:钨带指针处 土 12 . 标准灯工作电流:A检定结 果 :波长 A 单位:n m ;光 谱 辐射 亮 度L * 单 位: K W c m 一 n m检定结果的相对标准不确定度 “ ( k =m mn1 )的单位: %几L , 一又L , 一几LUc2 5 04 0 0一1 2