【国家标准(GB)】 投光照明灯具光度测试

中华人民共和国国家标准
投光照明灯具光度测试
Photometry for floodlight
UDC 628.94
GB7002—86
本标准规定了投光照明灯具的光度特性测试方法，并指导投光照明灯具光度测试的设施、试验操作和提出投光照明灯具的光度测试报告。1适用范围
1.1本标准适用于室内外大面积照明所使用的投光照明灯具（以下简称投光灯）的光度测试，半峰边角小于2°的（如探照灯）不属此范畴。1.2投光灯使用的光源可以是自炽灯或气体放电灯（包括臂状荧光灯），投光灯也可带有反射器或透镜。
1.只适用」对视觉有稳定照明的这一类灯具，不适用于闪光照明灯具。1.4本测试技术不包括信号灯、道路灯和车辆头灯。1.5符合本标准要求的部分电影或舞台用聚光灯、天幕灯等也可参照本测试方法进行测试。2.定义
2.1光轴
通常光轴指投光灯发出光束的中心线。一般来说，光轴应由灯具制造厂用标志标出。如果没有的话，至少在灯具的可调方向应有一个方向标记，通过光度测试定出光轴对应于该标记的位置。光轴测定见4.6.4.2项规定。2.2光束护散角
在包含最大光强的某个平面上，二条为十分之一最大光强的光线之间的火角称为该平面的光束扩散角。光束扩散角的测定见4.6.4.1项规定。2.3半峰边角
在通过最大光强的半平面上，最大光强方向与50%最大光强方向之间的夹角称为该半平面的半峰遵角。
2.4灯具光度中心
光源在灯贝反射器开口平面之内，光轴与投光灯反射器的开口平面的交点称为灯具光度中心。光源在灯具反射器开口半面之外，光源小心就是灯具光度中心。2.5辅助轴
通过光度中心，垂直十光轴的直线称为辅助轴。辅助轴的位置取决于投光灯的几何形状。辅助轴和光轴一-起是为「决定投光灯在空问的光分布。主要在水平面上发光的、使用纵轴或横轴的矩形投光灯，辅助轴应取在水平横轴上。旋转对称的投光灯，根据光源的方位选择辅助轴。3投光灯光度测试的设施
3.1电源供给和指示仪表
3.1.1电源
3.1.1.1当电源与负载连接时，电压要稳定。对鸽丝灯电小变化不超过0.2%，对气体放电灯电压变化不越过0.5%。
国家标准局198611-22发布
..com1987-10 01实施
GB T002--86
8.1.1.2要用低阻抗的交流稳压器，其电压波形的高次谐波分量的均方根值总和不超过基波的3%(白炽灯无此要求）。
9.1.2指示仪表
3.1.2.1要使用0.5级电压表、电流表和功率表，仪表应是与波形无关的指示均方根值的电动式仪。
对钨丝灯电源电[长变化要保持在0.2%以内，却不必使用高10.5级的电表，这是因为用相对法来进行光度测量时，重要的是仪表的读数精度，而不是它的绝对精度。3.1.2.2由于电路上另一仪器的存在而对其他仪器的读数产生影响，要进行校正。8.1.3导线和接头
所有锌线和电接头要选用低阻抗的，特别是测量大功率灯时。在测量钨丝灯电压时，所用的电压表最好直接连接在灯座的电极上。3.2测角仪
3.2.1A型测角仪有固定的水平轴，绕其水平轴旋转表示测量是取在球面的最大圆周上（相当}\地球仪上的经度圆），绕可动垂直轴旋转表示测量在球面的小圆周上进行（即纬度圆），见图1。0.)
A型测角仪
XY坐标系在地球
仪上的表示
X-Y数标系统
3.2.2B型测角仪有固定的垂直轴，绕其垂直轴旋转表示测量在球面的大圆上进行，绕其水平轴旋转表小测量在球面的小圆上进行，见图2。0.0
H 型测角仪
-H坐标系在地球
慢上的表示
-H坐标系统
GB 7002—86
3.2.3C型测角仪与A型测角仪的测角方法和所用坐标系基本相同，只不过C型测角仪，灯具只绕垂直轴转动，不随水平轴旋转。Y角的測，通过光接收器绕水平轴旋转或者灯具绕光接收器旋转来得到。
C型测角仪可使用于道路照明灯的光度测量，只要使灯具的光轴垂直间向下，测量的角度就为C一坐标系。投光灯的光度測量，一定要使灯具的光轴为水平方向，这样測鼠的角度就为X一Y坐标系了，见图3。
接收器
光接收器
C型测角仪的投光灯测量
3.3光接收器
C型测角仪的道路灯测量
光接收器包括接收光线的积分器，光电转换元件和电量测量仪器三部分。3.3.1积分器
为减少灯其光束中光虽急剧变化带来测试数据的误差，在接收光线处应设置一个能接收定范围内光线的接收积分器，它的受光器对灯具的张角为1\，故也称1“张角积分器。1张角积分器有多种形式，常见的是·个半径为0.5m的半球，大阅上加一块板，其上开-一方孔，孔的大小由测试距离和1“张角决定。如适用于测试距离为30m的积分器，其方孔的大小为525mm×525mm，光电转换元件放在板靠球内侧的方孔四周。有时为了提高灵敏度，可用几个光电转换元件，积分器内壁涂有高反射率、无波长选择性的白色涂料一氧化镁或硫酸钢。3.3.2光电转换元件
光电转换元件需采用挑选过有良好线性响应、没有疲劳影响的硒光电池或其他器件，它的光谱灵敏度应与CIE标准光谱光效率一致。若积分器内壁涂料的反射率有光谱选择性时，应便两者综合的灵敏度与CIE标准光谱光效率一致。3.3.3光电池输出的测量
光电池输出的测量精度为±1%，对使用自动记录仪器测量光电流时，仪器固有误差的确定是很重要的。例如，光电流反应的滞后，光电流对微小变化响应不足等都要号虑。光电池使用的读数仪表，最好使用对光电池米说有“0”阻抗的电路。可采用有足够线性与低噪声的【\作放大器或电流补偿型电路将信号放大。3.4测试用光源
3.4.1测试用光源的型号要符合灯具设计的要求，它们的外型、泡壳的均匀性、儿何参数的准确性，灯丝或放电管的对称性都要符合该产品的标准。光源泡壳中的发光中心轴灯火对称轴要复合，没有斜，对多光源的投光灯，如果使用同一型号，同一功率光源的话，各光源在使用尚一电源和镇流器电路时的光通量的差别应术大于3%。各类光源应符合3.4.2~3.4.4款的规定。GB 7002--86
38.4.2对镀有磷光体和扩数层的光源，其泡壳的扩散质量要符合该类产品的有关要求。注：该类光源产品的有关要求和测试方法正在制订中，故该规定待小述标避批准后执行。8.4.3测试用光源要进行老化，直到光通量达到稳定。采用每点灯4h、关灯15min为个老化周期，对钨丝灯和管状荧光灯至少要老化25个周期，其他光源至少老化50周期。老化时，光源的位置如下：
钨丝灯
钨卤素灯
高压汞灯
高压钠灯
求卤化物灯
低压钠灯
垂直，灯头在上
灯丝水竿
垂直、灯头在上
通常，对“U”形管的低旺钠灯，U形电弧管平面要垂直，老化后，若金属钠的分配不正常，就淘汰。
为了今后测试中继续使用这些光源，在光源上应该用记号表明它的工作位置及它的方位。老化后的光源要妥善保存，测试时要小心安装，以免改变光通量输出。3.4.4在连续关时，光通量的变化不天于1%，并在连续点燃时间内光通量的变化不大于2%。对于有可能在垂直和水平两种位置进行测试的光源，必须校验光源在这两种位置上发出光通量的稳定程度。
3.5测试用镇流器
测试用镇流器的各项技术参数都应符合该产品的标准，并与所用光源匹配，对投光灯和裸灯泡测试时，应使用同一个镇流器。
$.6试环境要求
3.6.1测试应在有障板的暗室中进行，室内四周涂有反射率很低的无光黑漆，以尽量减少内杂散光线。障板只对光接收器“屏蔽”，使它只能“看到”投光灯或裸灯泡。当使用反射镜增加测试距离时，光接收器要被屏蔽到只“看见”镜子中投光灯裸灯泡的像，而接收不到投光灯或裸灯泡本身的直接光。障板要刷上无光黑漆并不得有炭尘，以免增加反射率。在测试中任何杂散光线的影响，都要予以校正。3.8.2测试时，在投光灯或裸光源的附近，空气要稳定即无风状态，环境温度为25±2℃。环境温度的测定点应处士：
a：通过灯具光度中心或裸光源中心的半面上；b.在离投光灯或裸光源0.5~2m之间，c，直接光达不到处。在必要时可以设置遮光板来屏蔽直接光。3.6.8实验室内被测投光灯到接收器的距离（简称测试距离）应足够保证4.3条的规定，经验明，·般应有30m。若室内无此距离，可用反射镜的方法获得上述测试距离。.T测量精度要求
投光灯光度测量时，在各个方间上的误差应不大」实际光强的上5%。以每10001m光源光通量为单位的光强（即cd/1000lm为单位的光强）的±10%4测量过程
4.1测角仪的选择
投光灯的测盘，在A型、B型和C型三种测角仪E都能绕二个方向旋转，但这三种旋转方法得到的角度指示是不同的。A型和C型测角仪的光度角度称为X一系统，B型测角仪的光度角度称为V一H系统，所选用的坐标系统，不仅要能表述投光灯发光强度的分布数据，而月要能适合投光灯在各种倾斜角度下平面上的照度计算。GH T002--86
，V一H坐标系统的数据，能适合各种绕水平轴调整倾斜角度的投光灯照度计算。由于B型测角仪给出的数据可直接用在V一H坐标系上，所以-股绕水平轴调整倾斜角的投光灯都采用B型测角仪，但对光源有一定限制，即测量时，当投光灯的倾斜角变化时，光源的光通量不能发生变化，有变化的光源，应对发生的光通量变化进行修正。b．X一V坐标系统的数据，能适合各种绕垂直轴调整角度的投光灯的立面照度计算，A型测角仅给的数据可直接用在Y一?坐标系上，所以一般绕垂直轴调整角度的投光灯可采用A型测角仪，它对光源也有一定限制，调角度时，光源光通量发生变化，也要进行修正。C型测角仪适合于由于测量角度变化时，光通量要发生变化的一类投光灯的测量。测角仪角度的精度要求：
± 0. 1°bzxz.net
为包含最人光强的垂直和水平半平面上的半峰边角。4.2被测灯具的-般要求和检查
4.2.1被测灯具外型完整，光学附件特别是反射器与前面的玻璃要求完好，凡有滤凹、破碎、裂缝，缺角及污染过的灯具均不能作正常测试。，2.2光源在灯具中的安装位置应严格按原设计图纸要求，开由牛产厂在出！前就调节妥当。可调节光源位置的，在灯具或灯座上应有明确标记，并在设计图纸上有具体尺寸。4.2.3灯具的角度调节机构应可调、可靠，并有明显的方向标记。4.3测试距离的确定
足够长的测试距离是保证发光强度测量精度的一个方面，测试距离由以下两条规定来确延。4.3.1依照照度第·定律确定测试距离用光接收器在不同距离上对投光灯进行测量，测得其接受的照度E（任意单位），根据下列公式训算出最大“表现光强”}\max
I'mx=E·R?
式呷：R——每一次的测试距离。然后作1max～R的曲线，从曲线图中可以看出随着测试距离增加，表观光强将达到水平渐近线。从1可看得出测试距离是否达到足够长，即是否符合照度第一定律。4.3.2依照投光灯的发光部分的尺寸和半峰边角确定测试距离，包知投光灯的发光部分的尺寸和半峰边角后，可按下式计算测试距离：R>D.200
式中：R——测试距离，m
D一—-投光灯的最大发光尺寸，m——半峰边，（）。
这个表达式基于所选的有限的测试距离所引起的在正常光束内最大光强的百分之几的测量误差是可接受的这一假设为前提的，在这个条件下，认为发光强度分布接近原光束形状。4.4测量方法
测量采用相对法，即既测量测试光源的相对光通，义测量被测对具的相对光通。为了使测得的灯具光强分布适合不同光通量的光源（各种光源的光强分布形状要一样），把灯具测得的光强转换到灯具内的光源总光通为1000]m时的光强，即使用每1000lm多少坎得拉值来表——cd/1000lm。4.5光源相对光通量的测量
4.5.1将裸光源固定在测角仪上，旋转轴通过光源发光休中心。GH 7002 --86
4..2使用与投光灯测试时用的同一套光接收器和相同的测试距离。若裸光源光强比投光灯光强低很多，光接收器发生灵敏度不够和线性问题由于课光源比投光灯的发光尺寸小很多，可以缩短測试距离解决之。但要注意：。1\张角积分器开孔的尺寸要随距离变化，b，要用距离的反平方定律把短距离上的读数转换到投光灯测试的距离上去。4.5.3在不小于15min的间隔上，三个连续的光强或相对光通的读数之间的变化不超过1%，就可以为光源和测量装置达到稳定了。经验证明，白炽灯点燃10min，大多数气体放电灯点燃30min可达到稳定，金属卤化物灯的稳定时间更长。
4.5.4光源相对光通量的测量可在光电接收器的任意单位上读出光电流乘以对应的立体角W，然后相加就可求出。所需的光电流读数的数目决定于光源光强分布的形状。一般来说，取12～20个V平面（X平面），在每一个V平面（X平面）上测量可用10°间隔在5°15\，25.*角度上进行，也可用罗素20角（20等分立体角），对些已经知道光分布形状的光源，可以减少读数。4. 6灯具光强分布的测量
4.6.1投光灯在测角仪上的安装
在测角仪上安装投光灯，应使其辅助轴成水平，灯具的光度心应在測角仪的旋转中心轴上。4.餐.2投光灯内光源的安置
投光灯内安装光源，除符合4.2.3款规定外，还要符合以下规定：.8.2.1白炽灯泡的安置
。白炽灯是二根导电支架，支架中间有·一-缺口的灯泡，当灯泡轴线与反射器轴线重合时，缺口向上安置（见图4），当灯泡轴线与反射器轴线垂直时，缺口向反射器口面（见图5）。灯丝开
反射摄
灯丝开口
反射氨
b.凹炽灯是直丝的灯泡，安置定位由灯具制造厂提供。c．对乳自色泡和磨砂泡的出炉灯，可以不考虑灯丝的缺口位置。4.6.2.2气体放电灯管的安置
单。气体放电灯的放电管有二根导电支架，当灯泡轴线与反射器轴线重合时，支架在上下方问上（见图6)，当灯泡轴线与反射器轴线垂直时，支架在前后方向上（见图7）。b，气体放电灯的放电管有一根导电文架，当灯泡轴线与反射器轴线重合时，支架可放在上方或下方（见阁6）；当灯泡轴线与反射器轴线垂直时，支架放在靠近反射器口面-侧（见图7）。c。有“匕”形电弧管的低压钠灯，电弧管平而的方位由灯具制造厂规定。文事
《单提支契的测设有）
4.6,2.8其他光源的安置
GB 7002--B6
放电管
反射器
（单报支架的叫没有）
中电话
支射题
灯泡定位的月的是：使灯具出射的光分布尽可能对称和尽可能减少支架对配光的影响，对于上面没有提到的其他各种形式的光源，亦按此原则处理，但测量时应记录其位置。4.6.8测量时光源的稳定
投光灯内光源的稳定同4.5.3款规定。4.8.-投光灯分类及测试角度间隔4.6.4.1光束扩散角和半峰边角的测定在测角仪上旋转灯具，仔细找出最大光强点，记下最大光强数值，冉在过这最大光强的垂直和水平平面上找到10%最大光强值和50%最大光强值的点的位置，分别计算出垂直和水两个平面上的光束扩散角和半峰边角9.（见图8）。4.6.4.2光轴的确定
若光束在垂直与水平平面上均为单峰，取单峰中心线为光轴，若光束在某一平面上有双峰或几个数值相近的峰，则这些峰的中心为光轴而最大光强值仍为群峰中的最大值，若光束有个凹陷的峰，则取凹峰中心为光轴，最大光强仍是各峰中的最大值（见图8）。光
50%f=*
4.6,4.8测试距离的检验
GB7002--86
用4.6.4.1项确定的半峰边角，按4.3.2款规定的计算公式验证所用的测试距离是否符合要求。.6.4.4投光灯测试的角度间隔
投光灯是在几个V平面（X平面）上及每一个平面上作一系列H方向（Y方向）的相对光强测量，测试用的角度间隔，决定于垂直和水平两个平面上的半峰边角。投光灯分类及测试用间隔如表1规定：表1
垂直或水平平上
的半峰边角（')）
测试用角度间隔
中心区城内
中心区域内
中心区域内
远离中心区域一般允许选用比中心区域更宽的间隔。如果投光灯的光强分布在理论上已知是对称的，在测量时可抽查二个对称方向上的光强，其差别不大于10%就可认为是对称的，这样就可减少相应的对称角度上的测量读数。
4.6.5投光灯光强分布的测量
在确定投光灯类型和测试间隔后，测试点应取在间隔角度的出值上，还要测量过光度中心的水平和垂直这两个面上的光强分布，记录下各点的光电流值。若为了作出光强分布图，要测量到10%最大光强处为止。若要计算灯具的总光通，则要测到%最大光强处为止。5数据处理及报告
5.1报告内容
投光灯的光度数据处理是根据测量所得的数据，按一定程序计藓，将结果作出报告。报告内容应包括：
5.1.1光源：型号、功率、电源电压、标称光通盘等。5.1.2灯具，型号、尺寸、示意图、光源数、灯座型号、生产」名、测试试品的必要说明（封样抽检、自送产品、样品或设计试样等）、光度数据。5.1.3光度数据一般应包括以下内容：最大光强数值和光轴位置、光束扩散角、光强分布曲线、等光强图、区域光通量、灯具有效光通量、灯具有效效率、灯具总光通量、灯具效率等。5.2光度数据的处理
数据处理中要把光源光通量换算到棵光源输出每10001m值，以便统一格式，便于比较。5,2.1光源相对光通量的计算
用得到的光源各环带的光电流（任意单位）计算光源相对光通量F：F,=Eiw
式：i——第i个环带上的光电流，\,———第i个环带上的立体角。引人系数K：
K=1000/F.
6..2灯具各个角度上的光强计算GB 7002--86
将按4.6.S款测得的灯其各角度上的光电流（V，H)乘以系数K，就得到灯具在该类光源为1000lm光通量时的各角度上的光强（V，H），单位为cd/10001m。1 (V.H)=K-i (V.H)
5.2.$区域光通量计算
按照灯具测量时采用的间隔角度，算出各间隔角度中的立体角（区域常数）将区域常数与对应区域中的光强相乘，就得到该区域中的光通量（Φ，）并列表填明。i =ftwi
5.2.4灯具有效光通量和灯具有效效率的计算将大于10%最大光强的范圈内的各区域光通量相加，得到的光通量总和即为灯具有效光通量（有效）。
灯具的有效光通量与10001m之比，即为灯具的有效效率。n有效=（有效/1000）×100%
$.2.5灯具总光通量和灯具效率
将大于1%最大光强的范围内的各区域光通量相加，其总和即为灯具总光通量（虫总）。灯具总光通鼠与10001m之比，即为灯具效率。n= (Φ总/1000)× 100%
5.8光强分布的表述
光强分布可以用各种方法表示，下面推荐三种表述方法：5.8.1数据表
每一V面（X牛面）为--行，H角度（Y角度）为列，将光强数值列表（见表2)。表2
H，(°)
5.3.2光强曲线
XXXXXXXX>
×x×××
光强曲线画在直角坐标上，横坐标取H或V角，纵坐标为光强值。90
单位：cd/1000lm
GB1002--86
品。对旋转对称分布，只要画一个平面的曲线就够了；b。对水平、垂直两个平面对称分布的，只要画出这两个平面上的光强曲线C，对只有垂直平面或水平平面一个平面对称分布的，也画出垂直和水平两个平面上的光强曲线d。不对称光分布的，可以不画光强曲线。5.3.3等光强图
将5.2.2款计算得到的灯具各角度上的光强值绘制成矩形等光强图，横轴用H角度，纵轴用角度利用内插祛将相等光强的点连成等光强线，相邻等光强线的值相互比例接近常数，建议每线增加60%，即10%m线一16%lx线25%/m线—40%/mx线一63%mx线一100%mx线。10%mx线以外视情况可增加一至二条线。
附加说明：
本标准由中华人民共和国轻工业部提出，由上海市灯具研究所归口。本标准由上海市灯具研究所负赞起草。本标准主要起草人姚志尚。
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