광원의 복사 또는 광속 측정을 위한 통합 구

표준은 적분구의 크기가 테스트 중인 램프의 크기를 기반으로 한다고 지정합니다. 그러나 전문가들은 많은 제품 개발 및 테스트 목적을 위해 더 작은 구체가 허용 가능한 측정 정확도를 제공할 수 있다고 설명합니다.

1. 적분구의 기능은 무엇이며 적분구란 무엇입니까?
1.1 통합 구 명령:
　 적분 구 광원의 복사 또는 광속을 측정하기 위한 빠르고 편리한 도구입니다. 이러한 구는 패키지 LED 구성 요소 및 다양한 크기의 완성된 등기구와 같은 광원을 특성화하는 데 자주 사용됩니다. 분명히 제품 개발 및 테스트 측정 팀은 구체 테스트에서 정확한 결과를 기록하기를 원했습니다. 그러나 일부 표준에 명시된 측정 방식은 매우 큰 구체의 필요성과 관련된 높은 비용을 초래합니다. 일련의 실험실 테스트를 고려해 보겠습니다. 지정된 범위보다 작은 구가 공인된 실험실 결과를 보고할 목적이 아니라 일상적인 테스트에서 사용될 때 정확도가 얼마나 영향을 받는지 결정하려고 합니다.

1.2 구 분광복사계 시스템 측정 통합
측정 시스템의 정확도를 최대화하려면 특히 CIE 표준을 엄격하게 준수할 때 시스템 하드웨어 및 소프트웨어를 선택하고 사용하는 동안 여러 변수를 고려해야 합니다. 이러한 규정 준수에 수반되는 막대한 규모와 비용 요구 사항으로 인해 많은 기업에서 타협이 측정 정확도에 미치는 영향을 이해하고자 합니다. 당면한 작업의 요구 사항을 충족하기 위해 정확성이 표시될 수 있는 한 타협은 테스트와 관련된 라우팅 비용을 최소화할 수 있습니다.

2. 올바른 크기의 적분구를 선택하는 방법은 무엇입니까?
2.1 적분구의 시험 원리
CIE S 025/2015 LED 제품 측정 표준을 준수하는 측정은 특정 치수 요구 사항을 충족해야 합니다. 2π 및 4π의 두 가지 일반적인 구 측정 형상이 있습니다. 4π 구성은 가장 일반적으로 사용되는 구성이며 DUT(테스트 대상 장치)를 구 중앙에 장착해야 합니다. 광원이 뒤쪽으로 방사되지 않는 테스트에서는 구 외부에 장착된 DUT의 총 플럭스를 보다 편리하게 측정하고 방사를 구 측면의 포트(2π 기하학이라고 함)에 조사할 수 있습니다.

4π 측정 기하학에서 DUT의 면적은 구 내부 직경의 2% 미만이어야 합니다. 이것은 구 직경의 1/10인 DUT 영역에 해당합니다. 외부에서 수행된 2π 측정의 경우 포트 직경은 구의 직경 ≤ 1/3이어야 합니다.

2.2. 통합구 적용분야
　 CIE S025 표준은 전 세계 국가의 LED 측정을 조화시키는 것을 목표로 하는 글로벌 문서입니다. 이 규정의 조건은 이제 유럽 및 미국 IESNA 광 측정 표준에서 사용할 수 있습니다. 최종 결과는 가장 실용적인 크기의 적분구에서 작은 직경의 램프만 측정할 수 있다는 것입니다. 더 큰 광원과 등기구는 매우 큰 적분구에서 측정하거나 측각기를 사용하여 측정해야 합니다. 예를 들어 직경이 3미터가 넘는 대형 적분구는 비용이 많이 들고 많은 실험실 공간이 필요합니다. 마찬가지로 고가의 각도계는 일정한 주변 조건과 광 측정 장비와의 거리가 필요합니다. 두 가지 솔루션 모두 일상적인 엔지니어링 및 테스트 작업을 수행하는 많은 기업 및 기관에서 허용되지 않습니다.

2.3. 적분구의 크기
　 적분 구 Spectroradiometer와 함께 사용하여 측광, 비색 및 복사 측정 매개변수 측정을 수행합니다.
• IS-0.3M/IS-0.5M LED, LED 모듈, 미니 LED 전구 및 기타 소형 램프용입니다. 플럭스 테스트 범위는 0.001~1,999lm입니다.
• IS-1.0MA CFL 또는 LED 전구용입니다. 플럭스 테스트 범위는 0.1 ~ 199,990lm입니다.
• IS-1.5MA/IS-1.75MA CFL, LED 전구 및 튜브, 형광등, CCFL용입니다. 플럭스 테스트 범위는 0.1 ~ 1,999,900lm입니다.
• IS-2.0MA HID 램프 또는 고출력 램프용입니다. 플럭스 테스트 범위는 0.1 ~ 1,999,900lm입니다.

3. 규칙 위반
3.1. 황금률 위반 상황
그렇다면 '황금률'이 적용되면 어떻게 될까요? 적분 구 매우 큰 DUT를 측정할 때 측정값이 깨졌습니까? 실제로, 테스트를 위해 사내 표준을 사용하는 회사는 공인된 실험실 상태를 원하는 회사와 비교하여 구 직경의 최대 30%까지 등기구를 허용하는 측정을 채택했습니다. 실험실 조건에서 예상되는 측정 불확실성은 3-4%입니다.

3.2. DUT는 구면 반사를 제한합니다.
상대적으로 작은 구와 더 큰 DUT로 인해 DUT가 구면 반사를 제한함에 따라 오류가 증가하여 측정 정확도가 낮아집니다. 그럼에도 불구하고 엔지니어가 내부 테스트에서 의미 있는 결과를 얻을 수 있도록 허용하면서 어떤 타협을 고려할 수 있습니까? 이 기사에서는 CIE 표준을 엄격하게 준수하는 것에 비해 불확실성이 약간 증가한 것으로 확인된 테스트 결과에 대해 자세히 설명합니다.

4. 어떤 테스트 방법이 사용되며 어떤 장비를 사용할 것인가?
4.1. 장비의 시험 방법
먼저 다양한 조명 기구 크기를 시뮬레이션할 수 있는 측정 테이블과 DUT 세트를 설계했습니다. 기본적으로 각 DUT는 다양한 DUT 테스트 간섭 상황을 시뮬레이션하기 위해 다양한 크기와 모양의 하우징에 장착된 동일한 LED에 의존합니다.

우리 연구실 팀은 각 DUT 구성에 대한 테스트 전반에 걸쳐 엄격한 측정 조건을 유지합니다.
• 프로그래밍 가능하고 안정적인 TDK 람다 전원 공급 장치
• 일정한 LED 통합 시간 및 LED 켜짐 시간
• 측정 사이에 3분 이상 LED 냉각
테스트는 각 DUT 구성에 대해 여러 번 반복됩니다. DUT는 5.6A의 구동 전류에서 0.6W의 전력을 소비하는 형광체 변환 백색 LED입니다.

4.2. 테스트 장비 구성
테스트는 다음을 사용하여 수행되었습니다. Lisun의 LPCE-2 (LMS-9000C) 고정밀 분광계 통합 구 시스템. LPCE-2 구형 분광복사계 LED 테스트 시스템 통합은 단일 LED 및 LED 조명 제품의 광 측정을 위한 것입니다. LED의 품질은 광도계, 비색계 및 전기적 매개변수를 확인하여 테스트해야 합니다. 에 따르면 CIE 177, CIE84,  CIE-13.3, IES LM-79-19, 광학 공학 -49-3-033602, 위원회 위임 규정(EU) 2019/2015, IESNA LM-63-2 과 ANSI-C78.377, SSL 제품을 테스트하려면 적분구가 있는 배열 분광복사계를 사용하는 것이 좋습니다. 그만큼 LPCE-2 시스템이 적용되어 있습니다. LMS-9000C 고정밀 CCD 분광복사계 또는 LMS-9500C 과학 등급 CCD 분광복사계 및 홀더 베이스가 있는 성형 적분구. 이 구는 더 둥글고 테스트 결과는 기존 통합 구보다 더 정확합니다. 그러나 이러한 실험 측정 세트의 요구 사항에 따라 이러한 측정에서는 기준 또는 벤치마크 테스트를 사용하여 막대 또는 측정 테이블 상단의 LED를 측정합니다. 기본 케이스는 DUT 중 가장 작습니다. 다른 DUT 구성의 결과를 기준 사례와 비교했습니다. 그림 2는 다양한 DUT 구성을 보여줍니다.

5. 테스트 결과는 어땠나요?
결과는 예상보다 좋았습니다. 표준에서 제시한 권장 사항이 표준을 여러 번 초과하더라도 오류는 2%에 불과합니다.
집의 크기와 구조의 영향은 놀랍습니다. 당사의 15×25, 15×55, 15×67, 15×80, 50×67 cm DUT는 검은색 폼으로 만들어지는 반면 원형 DUT는 볼 부피의 대부분을 채우는 밝은 색상의 카드지로 만들어집니다. 후자는 더 작은 검은색 폼 DUT보다 자속 측정 오류가 적습니다. 측정 결과는 표에 나와 있습니다.

6. 결론적으로
공인 실험실 테스트는 물론 해당 표준을 충족해야 합니다. 그러나 내부 테스트에서 회사는 등기구 치수의 변화가 광속 및 비색 측정의 작은 차이와 상관관계가 있음을 발견할 것입니다.
테스트 중인 장치의 크기가 증가함에 따라 광속 판독값이 감소하고 필요한 자가 흡수 보상이 상당합니다. 그러나 재계산 후 측정은 매우 반복적입니다. 즉, 반사 코팅 지수가 97% 이상인 잘 설계된 측정 시스템인 비교적 큰 DUT라도 구에서 XNUMX개의 반사를 생성합니다.

분광복사계 시스템의 자체 흡수 계수인 구는 각 파장에 대해 정의되어야 하므로 전체 양이 측정 대상에 의해 흡수되는 플럭스를 정의한다는 점에 유의해야 합니다. 물체의 크기와 색상에 따라 계수는 전체 측정 범위에서 달라질 수 있으므로 정확한 분광 복사계 또는 분광계를 사용해야 합니다.

표준에 정의된 측정 원칙에 대한 보다 일반적인 결론은 다른 측정 시스템에 대한 추가 테스트 및 비교가 필요합니다. 그러나 올바른 시스템과 방법을 사용하면 표준에 지정된 것보다 훨씬 큰 광원에 대해 반복 가능하고 신뢰할 수 있는 측정을 얻을 수 있습니다.

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