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航空障礙燈LED光源積分球測(cè)量系統(tǒng)的光通量

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• 發(fā)布時(shí)間：2014-02-27
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 測(cè)量不確定度分析積分球測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)備構(gòu)成恒溫積分球高精度快遞光譜輻射計(jì)．傳輸光纖交流測(cè)試電源通用標(biāo)準(zhǔn)光源數(shù)字溫度計(jì)。測(cè)量結(jié)果不確定度的來源樣品重復(fù)測(cè)量隨機(jī)誤差造成的不確定度。一光譜輻射計(jì)測(cè)試系統(tǒng)的系統(tǒng)固有誤差造成的不確定度。交流測(cè)試電源電壓波動(dòng)造成的不確定度。線性探測(cè)器的測(cè)量誤差造成的不確定度。標(biāo)準(zhǔn)燈校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度造成的不確定度。積分球溫度控制波動(dòng)以及實(shí)驗(yàn)室外在振動(dòng)造成的不確定度。積分球本身制造指標(biāo)的差異造成的不確定度。光纖的傳輸偏差造成的不確定度。航空障礙燈LED光源光源燈具測(cè)試安裝方向的不同造成的不確定度。航空障礙燈LED光源光源燈具光通量隨點(diǎn)亮?xí)r間變化造成的不確定度。．?dāng)?shù)學(xué)模型本評(píng)定中，被測(cè)總光通量是經(jīng)過測(cè)量系統(tǒng)直接測(cè)得的，所以采用最簡單的一種數(shù)學(xué)模型，如式式中為被測(cè)總光通量的修正值為每次總光通量的測(cè)量值為各種誤差對(duì)被測(cè)量結(jié)果的影響值。方差和傳播系數(shù)對(duì)于每個(gè)輸入估計(jì)值蕾的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，用“表示對(duì)于估計(jì)值的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度，用表示，則不確定度傳播公式可寫作差由數(shù)學(xué)模型公式帶入可得廠式中贏是各輸入估計(jì)值的偏導(dǎo)數(shù)，被稱為傳播系數(shù)，用表示式作諺“根據(jù)數(shù)學(xué)模型式可知傳播系數(shù)諺。即式又可寫作“破．標(biāo)準(zhǔn)不確定度的類評(píng)定對(duì)一系列實(shí)測(cè)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的方法來評(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，稱為不確定度的類評(píng)定，用表示。類標(biāo)準(zhǔn)不確定度是由于每次安裝不一致儀器系統(tǒng)本身的不穩(wěn)定因素而造成的隨機(jī)誤差。由于該隨即效應(yīng)的存在，多次測(cè)量的結(jié)果都不相同，可以用統(tǒng)計(jì)的方法計(jì)算其不確定度。表是航空障礙燈LED光源光源球泡燈進(jìn)行一致性檢驗(yàn)時(shí)次檢驗(yàn)的實(shí)測(cè)值。根據(jù)白塞爾公式算得實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差則標(biāo)準(zhǔn)類不確定度．下—，自由度標(biāo)準(zhǔn)不確定度的類評(píng)定㈨測(cè)量工作中，有時(shí)無法取得實(shí)測(cè)值并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，它們往往只是給出了一個(gè)極大值或極小值，或提供了結(jié)果的一個(gè)概率區(qū)間，但未給出其分布及自由度的大小，而只能采取非統(tǒng)計(jì)方法來評(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，稱為不確定度的類評(píng)定，用表示。標(biāo)準(zhǔn)不確定度的類評(píng)定的公式式中，為輸入估計(jì)值，取自制造說明書，檢定或校準(zhǔn)證書手冊(cè)或其他資料提供的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度等級(jí)或級(jí)別，包括目前暫時(shí)使用的極限誤差等，為包含因子，取值根據(jù)該分量的類不確定度的實(shí)際分布形式來確定為該分量的類不確定度的分散區(qū)問的半寬。由光譜輻射計(jì)測(cè)試系統(tǒng)固有的系統(tǒng)誤差估算的不確定度。。根據(jù)光譜輻射計(jì)的檢定證書，該系統(tǒng)的相對(duì)極限誤差，設(shè)該系統(tǒng)的誤差為均勻分布，則，傳播系數(shù)萌，估計(jì)其相對(duì)不確定度。則由式得不確定度，自由度由交流測(cè)試電源電壓波動(dòng)造成的誤差估算的不確定度。根據(jù)交流測(cè)試電源的檢定證書，電源的測(cè)量不確定度為，造成輸出量變化的極限誤差，設(shè)電壓波動(dòng)造成的誤差為均勻分布，則，傳播系數(shù)，估計(jì)其相對(duì)不確定度。則由式得不確定度．自由度由線性探測(cè)器的測(cè)量誤差造成的估算的不確定度。線性探測(cè)器的測(cè)量精度屬于標(biāo)準(zhǔn)級(jí)，測(cè)量誤差小于，認(rèn)為該誤差為均勻分布，則，傳播系數(shù)，估計(jì)其相對(duì)不確定度。則由式得不確定度．—自由度由標(biāo)準(zhǔn)燈的測(cè)量不確定度造成的不確定度。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)燈的檢定證書，標(biāo)準(zhǔn)燈的測(cè)量不確定度為，認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)燈造成的誤差服從均勻分布，則，傳播系數(shù)，估計(jì)其相對(duì)不確定度。則由式得不確定度．自由度由積分球溫度控制波動(dòng)以及實(shí)驗(yàn)室外在振動(dòng)造成的不確定度。積分球的溫度控制系統(tǒng)的偏差士，溫度準(zhǔn)確度為士，實(shí)驗(yàn)室周圍環(huán)境無振動(dòng)源，試驗(yàn)中，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可知，這兩項(xiàng)影響造成的極限誤差士，認(rèn)為這兩項(xiàng)造成的誤差服從均勻分布，則，傳播系數(shù)譙，估計(jì)其相對(duì)不確定度則由式得不確定度—自由度由積分球本身制造指標(biāo)的差異造成的不確定度。影響積分球本身測(cè)量誤差的因素有單色光吸收誤差暗讀數(shù)誤差積分球內(nèi)部結(jié)構(gòu)和尺寸使用不合理造成的誤差涂層的光譜選擇性和反射比例涂層的朗伯特性以及涂層的清潔程度等，對(duì)于這些因素的經(jīng)驗(yàn)誤差目前還沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)可參考，只能預(yù)計(jì)一個(gè)設(shè)計(jì)良好的積分球由這些因素造成的整體極限誤差，應(yīng)為整體誤差受到大量的獨(dú)立的效應(yīng)影響，可認(rèn)為整體誤差服從正態(tài)分布，在置信概率為區(qū)間內(nèi)，則，傳播系數(shù)，估計(jì)其相對(duì)不確定度。則由式得不確定度，刮自由度對(duì)于光纖的傳輸偏差造成的不確定度，因?yàn)槟壳皼]有明確的經(jīng)驗(yàn)誤差參數(shù)可以參考，所以本次測(cè)量的不確定度評(píng)定無法對(duì)這一因素造成的不確定度進(jìn)行評(píng)定。對(duì)于航空障礙燈LED光源光源燈具測(cè)試安裝方向的不同造成的不確定度，因?yàn)闇y(cè)試設(shè)備條件的限制，航空障礙燈LED光源光源燈具的安裝方式只能是垂直向下安裝于積分球的中心，不能對(duì)安裝角度進(jìn)行調(diào)節(jié)，所以本次測(cè)量的無法對(duì)這一因素造成的不確定度進(jìn)行評(píng)定。對(duì)于航空障礙燈LED光源光源燈具光通量隨點(diǎn)亮?xí)r間變化造成的不確定度是在實(shí)際檢驗(yàn)中不確定度最大的因素，由于航空障礙燈LED光源光源燈具光通量隨時(shí)間的衰減較大，所以對(duì)于航空障礙燈LED光源光源燈具光通量隨點(diǎn)亮?xí)r間變化造成的不確定度是無法進(jìn)行評(píng)定。在本次檢驗(yàn)工作實(shí)施過程中，對(duì)航空障礙燈LED光源光源燈具光通量都是在燈具穩(wěn)定點(diǎn)亮分鐘后進(jìn)行測(cè)試，所以航空障礙燈LED光源光源燈具光通量隨點(diǎn)亮?xí)r間變化造成的不確定度在本次測(cè)試中不造成影響。．合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度表為按以上因素分析匯總的類類標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度．有效自由度根據(jù)公式可計(jì)算得，由類和類標(biāo)準(zhǔn)不確定合成的標(biāo)準(zhǔn)不確定度．或而有效自由度的計(jì)算和包含因子的確定合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的自由度為有效自由度，記為。按照公式—公式計(jì)算得百百在置信概率為時(shí)包含因子。擴(kuò)展不確定度擴(kuò)展不確定度由合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度乘以包含因子而得到。在在置信概率為下的擴(kuò)展不確定度相對(duì)擴(kuò)展不確定度,對(duì)航空障礙燈LED光源光源燈具的光通量測(cè)量不確定度的綜合分析可以看出，在整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)中，對(duì)測(cè)量不確定度影響最大的是由“光譜輻射計(jì)的測(cè)量誤差線性探測(cè)器的測(cè)量誤差標(biāo)準(zhǔn)燈的不確定度積分球本身制造指標(biāo)的差異”和“積分球溫度控制波動(dòng)以及實(shí)驗(yàn)室外在振動(dòng)”引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。因此選擇精度更高的探測(cè)器及光譜輻射計(jì)系統(tǒng)，選用性能穩(wěn)定的光通量標(biāo)準(zhǔn)燈并且應(yīng)定期計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)燈，如果有條件最好按標(biāo)準(zhǔn)要求選用與樣品光通量相接近色溫接近外形尺寸相近的標(biāo)準(zhǔn)燈泡進(jìn)行光通量和顏色標(biāo)定對(duì)于積分球應(yīng)選擇溫度控制精度高并對(duì)內(nèi)部涂層的光譜選擇性和反射比例涂層的朗伯特性提出高要求，以及在使用中對(duì)涂層的清潔程度進(jìn)行完善的保護(hù)。此外還應(yīng)從其余各方面降低影響因素，有效控制光通量檢測(cè)的測(cè)量不確定度。

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