CN112129492A - 基于发光二极管的简易光源频闪测试仪的校准方法及校准*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于发光二极管的简易光源频闪测试仪的校准方法及校准***，所述的方法步骤以下：产生稳定的频率参考信号；根据不同的频率参考信号选择不同的输出波形信号，并对光源进行调制；光源通过调制产生的频闪光信号，进行汇聚作用，并输出到参考探测器上，参考探测器将接收到的光信号进行光电转换输出到频率计上，频率计对光信号进行测量、数值显示，记下该数值；将待校准的光源频闪测试仪替换参考探测器和频率计，即光源产生的频闪光信号通过汇聚作用后，输出到待校准的光源频闪测试仪；通过利用待校准的光源频闪测试仪对光信号直接进行测量，通过不断的调试，使得待校准的光源频闪测试仪读取数值与频率计读取的数值一致，完成校准。
Description
技术领域
本发明涉及光源频闪测试领域，更具体地，涉及一种基于发光二极管的简易光源频闪测试仪的校准方法及校准***。
背景技术
光源频闪测试仪是用于对光源或其他照明设备的频闪效应进行测试的仪器，目前国内尚无光源频闪测试仪的计量技术规范，也没有相关自动校准***或方法的专利。对于光源频闪测试仪的校准，目前杭州远方光电、日本京立电机等仪器生产厂商主要使用参考示波器与被检光源频闪测试仪进行人工比对的方法，其校准装置主要由光源、光电转换器、参考示波器组成。
然而以上现有技术存在以下不足：
1.校准效率低；2.频率测量精度不高，不利于光源闪烁频率的溯源；3.只能对闪烁频率、闪烁指数两个参数进行计量。
发明内容
本发明为克服上述现有技术对光源频闪测试仪校准不够精准，效率不高的问题，提供了一种基于发光二极管的简易光源频闪测试仪的校准方法及其校准***，实现光源频闪测试仪高精度的计量测试及溯源，同时提供校准效率。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种基于发光二极管的简易光源频闪测试仪的校准方法，所述的校准方法包括以下步骤：
S1：产生稳定的频率参考信号；
S2：根据不同的频率参考信号选择不同的输出波形信号，并对光源进行调制；
S3：光源通过调制产生的频闪光信号，进行汇聚作用，并输出到参考探测器上，参考探测器将接收到的光信号进行光电转换输出到频率计上，频率计对光信号进行测量、数值显示，记下该数值；
S4：将待校准的光源频闪测试仪替换参考探测器和频率计，即光源产生的频闪光信号通过汇聚作用后，输出到待校准的光源频闪测试仪；
S5：通过利用待校准的光源频闪测试仪对光信号直接进行测量，通过不断的调试，使得待校准的光源频闪测试仪读取数值与频率计读取的数值一致，完成校准。
所述的输出波形信号包括正弦波、方波、脉冲波、幅度调制信号、脉冲宽度调制信号、振幅键控调制信号。
基于以上所述的基于发光二极管的简易光源频闪测试仪的校准方法，本发明还提供一种基于发光二极管的简易光源频闪测试仪的校准方法的***，所述的***包括原子频率标准仪、任意波形发生器、发光二极管、聚光镜、参考探测器、频率计、待测量的光源频闪测试仪；
所述的原子频率标准仪，用于产生稳定的频率参考信号；
所述的任意波形发生器，根据不同的频率参考信号选择不同的输出波形，并对发光二极管进行调制，产生频闪光信号；
所述的聚光镜对发光二极管产生的频闪光信号进行汇聚，并输出光信号到参考探测器上；
所述的参考探测器将接收到的光信号进行光电转换输出到频率计上，频率计对光信号进行测量、数值显示，记下该数值；
利用所述的待测量的光源频闪测试仪替换所述的参考探测器、频率计，即将聚光镜输出的频闪光信号输入待测量的光源频闪测试仪，通过调整光源频闪测试仪使得显示数值与频率计显示的数值一致，完成校准。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明提出了一种光源频闪测试仪的校准方法及校准***，通过使用本***可以实现光源频闪测试仪的精准校准；使用了原子频率标准提高了测试精度，将光源闪烁频率与原子频率标准的溯源链条建立了起来；任意波形发生器可以根据需求输出不同的波形；同时具有光路简单、成本低、容易实现的优点。
附图说明
图1是实施例1基于发光二极管的简易光源频闪测试仪的校准方法流程图。
图2是实施例1输出光信号的一种波形图。
图3是实施例3带有频率计的光源频闪测试仪的校准***的部分框图。
图4是实施例3带有频率计的光源频闪测试仪的校准***的另一部分框图。
图5是实施例4带有示波器的光源频闪测试仪的校准***的部分框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
如图1所示，一种基于发光二极管的简易光源频闪测试仪的校准方法，所述的校准方法包括以下步骤：
S1：产生稳定的频率参考信号；
S2：根据不同的频率参考信号选择不同的输出波形信号，并对光源进行调制；
S3：光源通过调制产生的频闪光信号，进行汇聚作用，并输出到参考探测器上，参考探测器将接收到的光信号进行光电转换输出到频率计上，频率计对光信号进行测量、数值显示，记下该数值；
S4：将待校准的光源频闪测试仪替换参考探测器和频率计，即光源产生的频闪光信号通过汇聚作用后，输出到待校准的光源频闪测试仪；
S5：通过利用待校准的光源频闪测试仪对光信号直接进行测量，通过不断的调试，使得待校准的光源频闪测试仪读取数值与频率计读取的数值一致，完成校准。
本实施例通过产生稳定的频率参考信号后，再根据不同的频率参考信号选择不同的输出波形信号对光源进行调制，使得光源能产生频闪光信号，利用参考探测器、频率计进行测量该光信号的数值信息。保持光源所产生的频闪光信号不变，利用待校准的光源频闪测试仪进行测量光源产生的频闪光信号，由于该光信号的数值信息没有变化，因此通过调整待校准的光源频闪测试仪的参数，使得光源频闪测试仪测量的数值与频率计测量的一致，此时可认为完成校正。该方法操作简单，同时具有光路简单、成本低、容易实现的优点。
在一个具体的实施例中，所述的输出波形信号包括正弦波、方波、脉冲波、幅度调制信号、脉冲宽度调制信号、振幅键控调制信号。
在一个具体的实施例中，还对输出波形进行自定义，实现光源的闪烁频率、闪烁指数、闪烁百分比的计量。
在一个具体的实施例中，如图2所示，所述的闪烁指数的计算公式如下：
式中，式中，S1表示一个周期内平均值以上部分的波形面积，S2表示一个周期内平均值以下部分的波形面积。
在一个具体的实施例中，如图2所示，所述的闪烁百分比的计算公式如下：
通过自定义波形的ymax、ymin值并进行计算，可以输出不同调制深度值的光信号。
实施例2
基于实施例1所述的基于发光二极管的简易光源频闪测试仪的校正方法，本实施例可以采用示波器替换所述的频率计，其他方法步骤与实施例1中一致。本实施例利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，可以测量频闪光信号的频率、相位差、调幅度等等信号。
实施例3
本实施例基于实施例1所述的基于发光二极管的简易光源频闪测试仪校准方法，提供了一种基于发光二极管的简易光源频闪测试仪的校准***，如图3、图4所示，所述的***包括原子频率标准仪、任意波形发生器、发光二极管、聚光镜、参考探测器、频率计、待测量的光源频闪测试仪；
所述的原子频率标准仪，用于产生稳定的频率参考信号，本实施例所述的原子频率标准仪，用于为任意波形发生器、频率计提供超高精度的参考频率信号，提高测量精度；因此通过使用原子频率标准提高了测试精度，将光源闪烁频率与原子频率标准的溯源链条建立了起来。
所述的任意波形发生器，根据不同的频率参考信号选择不同的输出波形，并对发光二极管进行调制，产生频闪光信号；所述的任意波形发生器具有外参考信号输入功能。
所述的聚光镜对发光二极管产生的频闪光信号进行汇聚，并输出光信号到参考探测器上；
所述的参考探测器将接收到的光信号进行光电转换输出到频率计上，频率计对光信号进行测量、数值显示，记下该数值；所述的参考探测器的频带宽度大于输出光信号的频带宽度；
所述的频率计，用于接收参考探测器的输出信号并进行波形分析，具有外参考信号输入功能。
利用所述的待测量的光源频闪测试仪替换所述的参考探测器、频率计，即将聚光镜输出的频闪光信号输入待测量的光源频闪测试仪，通过调整光源频闪测试仪使得显示数值与频率计显示的数值一致，完成校准。
在一个具体的实施例中，所述的任意波形发生器，用于为发光二极管提供能量使其发光，同时输出调制信号对发光二极管进行调制，根据不同的测试需求输出正弦波、方波、脉冲波、幅度调制信号、脉冲宽度调制信号、振幅键控调制信号。
在一个具体的实施例中，可以采用计算机通过USB、LAN、GPIB等常用的仪器接口对任意波形发生器、频率计、带有程控接口的光源频闪测试仪进行控制，采集参数信息，实现对校准的全程进行参数采集，精准地对光源频闪测试仪进行校准。
实施例4
基于实施例2所述的基于发光二极管的简易光源频闪测试仪校准方法，提供了一种基于发光二极管的简易光源频闪测试仪的校准***，如图5所示，与实施例2所述的校准***相似，唯一不同的是采用示波器替换所述的频率计，所述的示波器的连接方式及其作用均与频率计相同。本领域技术人员能够根据频率计、示波器的作用进行相应的连接，在此不再详细描述。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于发光二极管的简易光源频闪测试仪的校准方法，其特征在于：所述的校准方法包括以下步骤：
S1：产生稳定的频率参考信号；
S2：根据不同的频率参考信号选择不同的输出波形信号，并对光源进行调制；
S3：光源通过调制产生的频闪光信号，进行汇聚作用，并输出到参考探测器上，参考探测器将接收到的光信号进行光电转换输出到频率计上，频率计对光信号进行测量、数值显示，记下该数值；
S4：将待校准的光源频闪测试仪替换参考探测器和频率计，即光源产生的频闪光信号通过汇聚作用后，输出到待校准的光源频闪测试仪；
S5：通过利用待校准的光源频闪测试仪对光信号直接进行测量，通过不断的调试，使得待校准的光源频闪测试仪读取数值与频率计读取的数值一致，完成校准。
2.根据权利要求1所述的基于发光二极管的简易光源频闪测试仪的校准方法，其特征在于：所述的频率计可以采用示波器替换。
3.根据权利要求1或2任一项所述的基于发光二极管的简易光源频闪测试仪的校准方法，其特征在于：所述的输出波形信号包括正弦波、方波、脉冲波、幅度调制信号、脉冲宽度调制信号、振幅键控调制信号。
4.根据权利要求3所述的基于发光二极管的简易光源频闪测试仪的校准方法，其特征在于：还对输出波形进行自定义，实现光源的闪烁频率、闪烁指数、闪烁百分比的计量。
5.根据权利要求4所述的基于发光二极管的简易光源频闪测试仪的校准方法，其特征在于：所述的闪烁指数的计算公式如下：
式中，S1表示一个周期内平均值以上部分的波形面积，S2表示一个周期内平均值以下部分的波形面积。
6.根据权利要求1所述的基于发光二极管的简易光源频闪测试仪的校准方法，其特征在于：所述的闪烁百分比的计算公式如下：
通过自定义波形的ymax、ymin值并进行计算，输出不同调制深度值的光信号。
7.一种基于权利要求1～6任一项所述的基于发光二极管的简易光源频闪测试仪的校准方法的校准***，其特征在于：所述的***包括原子频率标准仪、任意波形发生器、发光二极管、聚光镜、参考探测器、频率计、待测量的光源频闪测试仪；
所述的原子频率标准仪，用于产生稳定的频率参考信号；
所述的任意波形发生器，根据不同的频率参考信号选择不同的输出波形，并对发光二极管进行调制，产生频闪光信号；
所述的聚光镜对发光二极管产生的频闪光信号进行汇聚，并输出光信号到参考探测器上；
所述的参考探测器将接收到的光信号进行光电转换输出到频率计上，频率计对光信号进行测量、数值显示，记下该数值；
利用所述的待测量的光源频闪测试仪替换所述的参考探测器、频率计，即将聚光镜输出的频闪光信号输入待测量的光源频闪测试仪，通过调整光源频闪测试仪使得显示数值与频率计显示的数值一致，完成校准。
8.根据权利要求7所述的基于发光二极管的简易光源频闪测试仪的校准***，其特征在于：所述的频率计可以采用示波器替换。
9.根据权利要求7或8任一项所述的基于发光二极管的简易光源频闪测试仪的校准***，其特征在于：所述的任意波形发生器，用于为发光二极管提供能量使其发光，同时输出调制信号对发光二极管进行调制，根据不同的测试需求输出正弦波、方波、脉冲波、幅度调制信号、脉冲宽度调制信号、振幅键控调制信号。
10.根据权利要求1所述的基于发光二极管的简易光源频闪测试仪的校准***，其特征在于：所述的参考探测器的频带宽度大于输出光信号的频带宽度。
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