A spektrális besugárzás measuremente nem független hullámhosszpontok sorozata. A radiometriai skála, a hullámhossz-skála, a sávszélesség, a szórt fény és a geometria közös, részben korrelált measurement rendszerként hat a teljes spektrumra.
1. Measurement feladat és measurand
Egy stabilizált fehér LED-forrás spektrális besugárzását mérjük 500,0 mm távolságban, 380–780 nm tartományban, 1 nm adatlépéssel és 2 nm spektrális sávszélességgel. A példában az 555 nm-hez tartozó result:
Eλ(555 nm) = 2,500 mW·m−2·nm−1
A measurand definíciójához a hullámhossztartomány, a sávszélesség, a measurement sík, a távolság, a detektor orientációja, a forrás stabilizálási állapota és a spektrum reprezentációja is hozzátartozik.
2. Teljes measurement modell
Eλ(λi) = [S(λi) − D(λi)] / R(λi) · Clin · Cstray · Cgeom · CT · Cstab
λi* = λi + δλi
A modell additív eleme a sötétjel és a háttér, míg a radiometriai responsivitás, linearitás, geometria és stabilitás jellemzően multiplikatív. A hullámhossz-helyesség hatása a spektrum helyi meredekségén keresztül jelenik meg.
A nulla névleges korrekció nem jelent nulla uncertaintyot. Ha például Clin = 1,0000, a linearitási karakterizálás maradék uncertaintya továbbra is a costvetés része.
3. Meghatározó uncertaintyi komponensek
Radiometriai kalibráció
A 1,20%-os, k = 2 calibrationi uncertainty standard értéke 0,60%. A példában ezt 0,55% közös skálakomponensre és 0,24% helyi spektrális alakkomponensre bontjuk. A skálakomponens minden hullámhosszponton azonos irányban hat.
Hullámhossz-helyesség
Az u(λ) = 0,10 nm standard hullámhossz-uncertainty hatását a helyi spektrális meredekség adja. Ha az 555 nm környezetében a relatív meredekség 0,80%/nm, akkor a hozzájárulás 0,080%.
Szórt fény és sávszélesség
A szórt fény additív jellegű, ezért kis jelszintű spektrális tartományokban relatív hatása jelentősen megnőhet. A sávszélesség a keskeny csúcsok amplitúdóját és alakját változtatja, ezért a validálást forrásmodelonként kell elvégezni.
Geometria
A besugárzás pontforrás-közelítésben a távolság négyzetével fordítottan arányos. A 0,20 mm standard távolságuncertainty 500,0 mm-nél 0,080% relatív hozzájárulást resultez. Ehhez adódik az irány- és helyzetbeállítás 0,150%-os standard komponense.
Ismételhetőség és sötétjel
Öt measurement átlagának ismételhetőségi hozzájárulása 0,081%. A sötétjel abszolút uncertaintya 0,0015 mW·m−2·nm−1, ami az adott ponton 0,060% relatív értéknek felel meg.
4. Teljes számszerű costvetés 555 nm-en
| Uncertaintyi forrás | Eloszlás | Standard hozzájárulás | Varianciarész |
|---|---|---|---|
| Kalibráció közös skálája | normál | 0,550% | 67,8% |
| Kalibráció spektrális alakja | normál | 0,240% | 12,9% |
| Ismételhetőség | normál | 0,081% | 1,5% |
| Sötétjel és nullpont | normál | 0,060% | 0,8% |
| Linearitás | téglalap | 0,173% | 6,7% |
| Szórt fény | háromszög | 0,082% | 1,5% |
| Távolság | normál | 0,080% | 1,4% |
| Irány- és helyzetbeállítás | normál | 0,150% | 5,0% |
| Hőmérséklet | normál | 0,030% | 0,2% |
| Forrásstabilitás | normál | 0,080% | 1,4% |
| Hullámhossz-helyesség | normál | 0,080% | 1,4% |
| Spektrális sávszélesség | téglalap | 0,087% | 1,7% |
| Numerikus kiértékelés | téglalap | 0,023% | 0,1% |
uc,rel = 0,668%
Urel = 2 · 0,668% = 1,34%
U = 0,0335 mW·m−2·nm−1
A közölhető result: Eλ(555 nm) = (2,500 ± 0,034) mW·m−2·nm−1, k = 2.
5. Spektrális kovariancia és integrált mennyiségek
A spektrum 401 pontjának uncertaintyát nem szabad függetlenként kezelni. Ha a 0,60%-os calibrationi uncertaintyot hibásan független pontokra osztanánk, az integrálás során körülbelül 0,03%-ra csökkenne. A 0,55%-os közös skálakomponens azonban nem átlagolódik ki.
u²(y) = cT · UE · c
Ev = Km Σ Eλ(λi) V(λi) Δλ
A megvilágítás, színességi koordináták, CCT, Duv, CRI és TM-30 mutatók uncertaintyát ugyanabból a spektrális kovarianciamodellből, de külön kimeneti függvénnyel kell meghatározni.
A közös radiometriai skála dominálhat az abszolút fotometriai resultben, miközben elsőrendben kieshet a normalizált színességi koordinátákból. A spektrális alakhiba ezzel szemben közvetlenül módosítja a színjellemzőket.
6. Interaktív costvetés-számító
Az alábbi számító a relatív standard hozzájárulások négyzetes összegét képezi. Oktatási és ellenőrzési célú; korrelált spektrális modellekhez kovarianciamátrix szükséges.
7. Hullámhosszfüggő resultközlés
Egyetlen százalékos érték általában nem jellemzi a teljes 380–780 nm tartományt. A kalibrációs és jelszintfüggő komponensek miatt tartományonkénti vagy pontonkénti uncertainty szükséges.
| Hullámhossz | uc,rel | Urel, k = 2 |
|---|---|---|
| 380 nm | 1,85% | 3,7% |
| 450 nm | 0,91% | 1,8% |
| 555 nm | 0,67% | 1,3% |
| 650 nm | 0,75% | 1,5% |
| 780 nm | 1,40% | 2,8% |
A certificate közölhet pontonkénti adatfájlt, hullámhossz-tartományonkénti burkológörbét vagy a származtatott mennyiségekhez külön uncertaintyot. A belső modellnek ennél részletesebbnek kell maradnia.
8. ISO/IEC 17025 szerinti auditálhatóság
Az audit során igazolni kell a radiometriai és hullámhossz-metrological traceabilityet, a szórt fény és linearitás validálását, a geometria reprodukálhatóságát, a spektrális kovariancia kezelését, a szoftver számítási validálását és a costvetés alkalmazhatósági tartományát.
A laboratóriumnak meg kell tudnia mutatni, hogy a spektrumból számított megvilágítás vagy színjellemző uncertaintya miért nem azonos a pontonkénti spektrális uncertainty egyszerű átlagával.