CN212963683U - 一种用于牌照灯亮度测试***计量特性的校准装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于牌照灯亮度测试***计量特性的校准装置，包括工作箱、第一稳压直流电源、第二直流稳压电源、位置调节机构、积分球、标准光源、LED光源；所述第一稳压直流电源、第二直流稳压电源、位置调节机构、积分球均设置在工作箱内；所述积分球固定在位置调节机构上；所述位置调节机构固定在支撑架上，用于调整积分球的水平位置、高度位置和角度位置；所述积分球上设有标准光源和LED光源；所述第一稳压直流电源和第二直流稳压电源分别与标准光源、LED光源电连接，所述积分球内设有可变光阑，所述积分球上还设有亮度计，用于检测积分球内的亮度。本装置对牌照灯亮度测试***进行测试的光源更加贴合实际的牌照灯的光源。
Description
技术领域
本实用新型属于牌照灯亮度测试***计量领域，特别是一种用于牌照灯亮度测试***计量特性的校准装置。
背景技术
牌照灯亮度测试***主要用于对机动车灯具产品(车牌照灯)和摩托车灯具产品(车牌照灯)进行测量，该参数是判别牌照灯是否合格的重要参数。牌照灯亮度测试，是将投射在各检测点的光束通过转台调整到垂直入射位于固定点的亮度探测器，入射角保证小于5°的偏差。由光度探测器采集并计算出亮度值，根据公式计算出亮度均匀性。牌照灯亮度测试***的光度探测器的性能指标的要求。(1)光亮度测量范围：(0.5～5000)cd/m2； (2)示值误差：不大于5％；
现有的测量装置照明观测条件为0/45，光源垂直入射，探测器45度方位角上接收光，而实际上受到标准白板朗伯特性的影响，不论是入射角90度和观测角45度，如果有偏差，都会导致亮度测量误差较大；另外用于配光测试的亮度探测器进行了V(λ)修正，使其光谱灵敏度与CIE规定的光谱光视效率接近。实际上的光谱匹配不可能那么完善，以LMT用于牌照灯测试***的亮度计为例，V(λ)优于3％，总会存在一定的偏差。原来的测量方法采用的是2856K光源，而实际在使用中，牌照灯多为色温标称值6500K 的LED光源。因此存在着光谱失配误差对测量结果的影响。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用于牌照灯亮度测试***计量特性的校准装置，以更加贴合实际的牌照灯的光源以对牌照灯亮度测试***进行测试。
实现本实用新型目的的技术解决方案为：
一种用于牌照灯亮度测试***计量特性的校准装置，包括工作箱、第一稳压直流电源、第二直流稳压电源、位置调节机构、积分球、标准光源、LED光源；
所述第一稳压直流电源、第二直流稳压电源、位置调节机构、积分球均设置在工作箱内；
所述积分球固定在位置调节机构上；所述位置调节机构固定在支撑架上，用于调整积分球的水平位置、高度位置和角度位置；所述积分球上设有标准光源和LED光源；
所述第一稳压直流电源和第二直流稳压电源分别与标准光源、LED光源电连接，所述积分球内设有可变光阑，所述积分球上还设有亮度计，用于检测积分球内的亮度。
本实用新型与现有技术相比，其显著优点是：
(1)本校准装置便于在现场进行测量，采用漫反射材料和标准光源、LED光源相结合的方法完成校准，测量范围能达到(0.1～50000)cd/m2，并且提供6500K色温光源的亮度标准值，更接近实际测量的牌照灯的色温，有效避免光谱失配对示值误差的影响、并有效避免了标准白板的朗伯特性、以及仪器再装配引入的测量不确定度分量。
(2)采用一个高色温标准源，其色温连续可调，分别可以提供4000K、5500K 6500K等几个高色温点，并保证在该色温点下亮度连续可调。其更接近实际生活中应用的牌照灯色温，有效避免光谱失配对示值误差的影响。
(3)本装置可分别各自做垂直、水平方向的线位移和角位移调整，使积分球射出光束对准亮度探测器。
附图说明
图1为本实用新型的校准装置的总体结构示意图。
图2为现有的实验室光轨测试装置原理图。
图3为位置调节机构结构示意图。
图4为CIE相对光谱光视效率V(λ)曲线图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的介绍。
结合图1，本实用新型的一种用于牌照灯亮度测试***计量特性的校准装置，包括工作箱1、第一稳压直流电源2、第二直流稳压电源3、位置调节机构、积分球4、标准光源(卤素灯)5、LED光源6；
所述第一稳压直流电源2、第二直流稳压电源3、位置调节机构、积分球均设置在工作箱1内；所述工作箱1内设有两层支撑架11，下层支撑架11上放置第一稳压直流电源2，上层支撑架11放置第二直流稳压电源3；上端支撑架固定有位置调节机构；所述积分球4固定在位置调节机构上；所述位置调节机构固定在支撑架11上，用于调整积分球的水平位置、高度位置和角度位置；所述积分球4上设有标准光源5和LED光源6；所述积分球4其涂层反射率优于96％，卤素灯色温由2000～2856K连续可调、配合LED光源6，色温由2856～6000K连续可调，出光口最大照度180000lx，亮度调节范围：0.1～50000cd/m2；积分球4上设有开口2英寸的出光口。所述第一稳压直流电源2 和第二直流稳压电源3分别与标准光源5、LED光源6电连接，通过调整稳压直流电源的电流，从而调整光源的亮度。所述积分球4内设有可变光阑，用于调整积分球出光口的亮度；所述积分球4上还设有亮度计10，用于检测积分球4内的亮度。
结合图3，所述位置调节机构包括升降台7、平移台8、旋转台9；所述升降台7用于调整积分球4的竖直移动位置。所述平移台8用于调整积分球4的水平移动位置。所述旋转台9用于调整积分球4的旋转角度，以控制出射光角度。
所述升降台7包括下平台71、第一驱动电机72、第一丝杆73、第一导轨74、第一丝母滑块75、上平台76、X架连杆机构77、滑块78；
所述上平台76和下平台71设有四组X架连杆机构77；其中两两配合，左右两侧各前后布置两个X架连杆机构77；所述四组X架连杆机构77上端外侧与上平台76铰接，内侧通过滑块78与上平台76可相对滑动，所述四组X架连杆机构77下端外侧与下平台71铰接，内侧通过滑块78与下平台71可相对滑动。所述第一驱动电机72通过联轴器与第一丝杆73连接，第一丝母滑块75与第一丝杆73螺纹配合，同时第一丝母滑块75与两个第一导轨74滑动配合；所述两个第一导轨74分别位于第一丝杆73的前后两侧，且导向与第一丝杆73轴向平行，第一导轨74一侧与X架连杆机构77铰接，第一驱动电机72通过电机座固定在两个第一导轨74之间；所述第一丝母滑块75左右两侧与其中的一组X架连杆机构77铰接，第一驱动电机72驱动第一丝杆73转动，通过第一丝母滑块75带动X架连杆机构77伸缩，X架连杆机构77带动上平台76上下移动。
所述平移台8包括第二驱动电机81、第二丝杆82、第二丝母滑块83、固定座84、第二导轨85；
所述第二驱动电机81通过电机座固定在固定座84上；所述固定座84固定在上平台76上；所述第二驱动电机81通过联轴器与第二丝杆82连接，所述第二丝杆82转动支撑在固定座84上；所述第二丝母滑块83与第二丝杆82螺纹配合，且与第二导轨85 滑动配合。
所述旋转台9包括旋转电机91、安装壳体92、涡轮蜗杆机构、转轴93、旋转平台94；所述旋转电机91固定在安装壳体外，旋转电机91输出轴与涡轮蜗杆机构相连，所述转轴93通过轴承支撑在安装壳体92内；所述转轴93中间设有齿圈，所述涡轮蜗杆机构与齿圈啮合，所述旋转平台94固定在转轴93上端，所述旋转电机91驱动涡轮蜗杆机构，蜗轮蜗杆机构通过齿圈驱动转轴93转动，转轴93带动旋转平台94转动，旋转平台94带动通过支架16固定在旋转平台94上的积分球4转动。
所述支架16、支撑架11均采用铝合金型材，具有较好的刚度和较轻的重量。支撑架11采用四根型材组成四边形框架结构，可避免采用整体钢材过重的问题。
所述积分球4侧端还设有水泡，使用时，将积分球4光源安置于支架16上并紧固，调节积分球4光源，使位于水泡处在中央位置，确保积分球4光源发光面垂直于水平面 (即使发射光束保持水平)；调整积分球4光源自带的旋转平台9、平移台8、及升降台 7，以调节光源高低和左右位置，直到积分球4出射光对准待测试的亮度测试***的探测器中心，即积分球光源的平面中心与探测器感光面的中心点水平同轴。
点燃积分球光源，并预热。在探测器与光源之间放置光阑，以防止杂散光进入亮度探测器。
固定亮度探测器位置并遮光调节零点，然后撤去遮光，通过调整对积分球内的光源、固定光阑、可变光阑和挡板组合控制，调整输出光源色温为(2856K～6500K),光亮度范围可达到(0.1～50000)cd/m2。
(1)首先采用本实用新型的校准装置对牌照灯亮度测试***进行亮度测量：
选取一台稳照灯亮度测试***作为被校仪器，采用积分球光源进行测量，得到的测量结果如表1。
表1光亮度量值的测量数据
对探测器进行亮度重复性测量，测量结果如表2所示：
表2光亮度重复性测量数据
(2)采用现有的实验室的光轨标定法对牌照灯亮度测试***进行亮度测量：
利用光轨标定法进行探测器的光亮度校准，需要将配光***的亮度探测器拆卸下来，在光亮度检定装置上进行校准。光亮度标准装置由发光强度标准灯、漫射标准板、光轨及相应配套设备组成测量***的示意图，如图3。漫射标准板标准值取溯源证书中的 A/2,0/45的数据。
调整发光强度标准灯的灯丝平面和漫反射标准板，使它们垂直于光轨的水平测量轴线，且中心点位于该轴线上。点燃标准灯，预热。在漫反射标准板与标准灯之间放置光阑，以防止杂散光进入光度头，但不允许挡住由灯丝和玻壳所发出的光射到漫反射标准板上。
将亮度计安装在三角架上，使物镜的瞄准线与测光导轨的测量轴线成45°角，瞄准漫反射板，且与标准板表面中心等高。在标准灯与标准板之间放置一个可移动的带孔挡光屏，用以屏蔽周围的杂散光。
漫反射标准板是反射比为ρ的近似朗伯反射体，白板面的亮度
其中，I是标准灯的发光强度；l是光源到漫反射标准板的距离。标准板的亮度为根据亮度计算公式
通过调节标准灯与标准板的距离，产生不同的亮度标准值。被检亮度计的示值误差等于被检亮度计显示值的平均值与标准灯标准亮度值之差。由于标准灯的发光强度值和光轨的长度的限制，测量范围为：(5～1000)cd/m2，得到的测量结果如表3。
表3光亮度量值的测量数据
(3)对上述测量结果进行相应的分析：
3.1、光源的影响
用于配光测试的亮度探测器进行了V(λ)修正，使其光谱灵敏度与CIE规定的光谱光视效率(图4)接近，图4是明视觉下的光谱光视效率曲线，以V(λ)表示，该曲线中， 555nm即黄绿色时的光视效率最高，记为1。
实际上的光谱匹配不可能那么完善，以LMT用于牌照灯测试***的亮度计为例， V(λ)优于3％，总会存在一定的偏差。原来的测量方法采用的是2856K光源，而实际在使用中，牌照灯多为色温标称值6500K的LED光源。因此存在着光谱失配误差对测量结果的影响。
为了减少光谱失配误差对测量结果的影响，本装置采用积分球和标准光源、LED光源相结合的方法完成校准，替代现有的发光强度标准灯、光轨、漫反射标准板相结合的测量方法，两种光源的单项色温测量结果如表4：
表4两种光源的色温测量结果
3.2线性范围的影响
依据GB17510-2008《摩托车光信号装置配光性能》和GB 18408-2015《汽车及挂车后牌照板照明装置配光性能》的技术要求，确定：(1)光亮度测量范围：(0.5～1000) cd/m2；(2)示值误差：不大于5％。积分球是较为理想的朗伯光源和匀光器，它可提供一个空间均匀的漫射源，具有良好的面均匀性、角度均匀性,以及时间稳定性。在亮度源稳定输出的状态下，标准亮度计与光轴成+5°～-5°范围旋转并始终瞄准积分球出口中心，读出亮度计读数，计算角度特性偏差实验表明：±3°内角度特性最大偏差为0.15％. 积分球光源在被测面产生的亮度测量范围从(0.5～10000)cd/m2连续可调，满足此标准对亮度探测器线性的要求。
3.3、两种方法测量结果的比较
比较表1和表3光亮度的测量结果，根据公式求得归一化误差En
根据JJF 1117-2010《计量比对》的规定，当|En|≤1，测量结果满意；当|En|＞1测量结果不满意。
由于
测量结果满意，说明利用积分球光源法对牌照灯亮度测试***的光亮度进行现场测量，是便捷可靠的。
Claims (10)
1.一种用于牌照灯亮度测试***计量特性的校准装置，其特征在于，包括工作箱(1)、第一稳压直流电源(2)、第二直流稳压电源(3)、位置调节机构、积分球(4)、标准光源(5)、LED光源(6)；
所述第一稳压直流电源(2)、第二直流稳压电源(3)、位置调节机构、积分球均设置在工作箱(1)内；
所述积分球(4)固定在位置调节机构上；所述位置调节机构固定在支撑架(11)上，用于调整积分球的水平位置、高度位置和角度位置；所述积分球(4)上设有标准光源(5)和LED光源(6)；
所述第一稳压直流电源(2)和第二直流稳压电源(3)分别与标准光源(5)、LED光源(6)电连接，所述积分球(4)内设有可变光阑，所述积分球(4)上还设有亮度计(10)，用于检测积分球(4)内的亮度。
2.根据权利要求1所述的用于牌照灯亮度测试***计量特性的校准装置，其特征在于，所述标准光源(5)色温由2000～2856K连续可调，配合LED光源(6)色温由2856～6000K连续可调。
3.根据权利要求2所述的用于牌照灯亮度测试***计量特性的校准装置，其特征在于，所述工作箱(1)内设有两层支撑架(11)，下层支撑架(11)上放置第一稳压直流电源(2)，上层支撑架(11)放置第二直流稳压电源(3)。
4.根据权利要求1所述的用于牌照灯亮度测试***计量特性的校准装置，其特征在于，所述积分球(4)反射率优于96％。
5.根据权利要求1所述的用于牌照灯亮度测试***计量特性的校准装置，其特征在于，所述积分球(4)通过支架(16)固定在位置调节机构上。
6.根据权利要求5所述的用于牌照灯亮度测试***计量特性的校准装置，其特征在于，所述支架(16)、支撑架(11)均采用铝合金型材。
7.根据权利要求1所述的用于牌照灯亮度测试***计量特性的校准装置，其特征在于，所述位置调节机构包括升降台(7)、平移台(8)、旋转台(9)；所述升降台(7)用于调整积分球(4)的竖直移动位置；所述平移台(8)用于调整积分球(4)的水平移动位置；所述旋转台(9)用于调整积分球(4)的旋转角度，以控制出射光角度。
8.根据权利要求7所述的用于牌照灯亮度测试***计量特性的校准装置，其特征在于，所述升降台(7)包括下平台(71)、第一驱动电机(72)、第一丝杆(73)、第一导轨(74)、第一丝母滑块(75)、上平台(76)、X架连杆机构(77)；
所述上平台(76)和下平台(71)设有四组X架连杆机构(77)；所述第一驱动电机(72)驱动第一丝杆(73)转动，带动第一丝母滑块(75)沿第一导轨(74)滑动，并通过第一丝母滑块(75)带动X架连杆机构(77)伸缩，X架连杆机构(77)带动上平台(76)上下移动。
9.根据权利要求7所述的用于牌照灯亮度测试***计量特性的校准装置，其特征在于，所述平移台(8)包括第二驱动电机(81)、第二丝杆(82)、第二丝母滑块(83)、固定座(84)、第二导轨(85)；
所述第二驱动电机(81)通过电机座固定在固定座(84)上；所述固定座(84)固定在升降台(7)上；所述第二驱动电机(81)通过联轴器与第二丝杆(82)连接，所述第二丝杆(82)转动支撑在固定座(84)上；所述第二丝母滑块(83)与第二丝杆(82)螺纹配合，且与第二导轨(85)滑动配合。
10.根据权利要求7所述的用于牌照灯亮度测试***计量特性的校准装置，其特征在于，所述旋转台(9)包括旋转电机(91)、安装壳体(92)、涡轮蜗杆机构、转轴(93)、旋转平台(94)；所述旋转电机(91)固定在安装壳体外，旋转电机(91)输出轴与涡轮蜗杆机构相连，所述转轴(93)通过轴承支撑在安装壳体(92)内；所述转轴(93)中间设有齿圈，所述涡轮蜗杆机构与齿圈啮合，所述旋转平台(94)固定在转轴(93)上端。
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| CN202022131763.3U CN212963683U (zh) | 2020-09-25 | 2020-09-25 | 一种用于牌照灯亮度测试***计量特性的校准装置 |
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| CN202022131763.3U Active CN212963683U (zh) | 2020-09-25 | 2020-09-25 | 一种用于牌照灯亮度测试***计量特性的校准装置 |
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