ĐLVN 270: 2015 Quang kế chuẩn. Quy trình hiệu chuẩn

6.3.2 Sử dụng thiết bị định tâm bằng laser, máy thủy bình, hệ thống vít me để điều chỉnh hệ thống giá đỡ sao cho mặt phẳng chuẩn của quang kế chuẩn vuông góc với trục quang v[r]

ĐLVN VĂN BẢN KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG VIỆT NAM

ĐLVN 270 : 2015

QUANG KẾ CHUẨN QUY TRÌNH HIỆU CHUẨN

Photometer head - Calibration procedure

2

Lời nói đầu:

VĂN BẢN KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG VIỆT NAM ĐLVN 270 : 2015

3

Quang kế chuẩn - Quy trình hiệu chuẩn

Photometer head - Calibration procedure

1 Phạm vi áp dụng

Văn kỹ thuật quy định quy trình hiệu chuẩn độ nhạy độ rọi quang kế chuẩn dùng để kiểm định phương tiện đo độ rọi, có độ khơng đảm bảo đo U ≤ 1,0%, phương pháp so sánh với quang kế chuẩn khoảng cách d khác nhau, sử dụng nguồn sáng chuẩn có mức độ rọi từ 10 lx đến 10000 lx, nhiệt độ màu đặc trưng từ 2700 K đến 3200 K

2 Giải thích từ ngữ

Các từ ngữ văn hiểu sau:

2.1 Độ nhạy độ rọi quang kế chuẩn xác định tỉ số tín hiệu điện

tạo từ quang kế chuẩn [A] tín hiệu quang chiếu tới [lx]

2.2 Độ rọi đại lượng đặc trưng cho bề mặt chiếu sáng, mật độ quang thông

trên bề mặt có diện tích S Đơn vị độ rọi lux (kí hiệu: lx), độ rọi tỷ số quang thơng diện tích bề mặt chiếu sáng quang thông Khi mặt chiếu sáng khơng đều, độ rọi tính trung bình cộng độ rọi điểm

2.3 Mơi trường tối để kiểm tra điểm “0” đề cập quy trình mơi trường có

mức độ rọi từ 0,0 lx đến 0,1 lx

2.4 DUT (Device Under Test) : quang kế chuẩn cần hiệu chuẩn

3 Các phép hiệu chuẩn

Phải tiến hành phép hiệu chuẩn ghi bảng

Bảng

TT Tên phép hiệu chuẩn Theo điều mục của ĐLVN

1 Kiểm tra bên 7.1

2 Kiểm tra kỹ thuật 7.2

3 Kiểm tra đo lường 7.3

3.1 Kiểm tra điểm “0” 7.3.1

3.2 Kiểm tra sai số độ nhạy độ rọi mức độ rọi 7.3.2 3.3 Xác định phổ công suất đèn chuẩn 7.3.3

4

Các phương tiện đo dùng để hiệu chuẩn DUT nêu bảng

Bảng

TT Phương tiện hiệu chuẩn Đặc trưng kỹ thuật đo lường

Áp dụng cho điều mục

ĐLVN 1 Chuẩn đo lường

Quang kế chuẩn (Photometer Head)

Độ nhạy độ rọi: (15 ÷26) nA/lx, hàm phổ độ nhạy tương đối xấp xỉ V(λ), f1 ≤ (1,0 ÷ 2,2 ) %

U = (0,5 ÷ 0,8) %; k =

6.3.1; 6.3.2; 7.3.2

2 Phương tiện đo khác

2.1 Nguồn sáng (Đèn chuẩn)

Công suất: P = 1000 W ÷ 2000 W

U = (1,0 ÷ 1,5) %, k = 6.4; 6.5;7.3.2 2.2 Thiết bị đo phổ xạ

Dải bước sóng : 380 nm ÷ 780 nm Độ rộng phổ : nm

Độ xác bước sóng : 0,3 nm

7.3.3 2.3 Máy đo dòng nhỏ Phạm vi đo : nA ÷ 20 mA

Độ xác: (0,1  0,4) % 7.3.1; 7.32

2.4 Máy đo vạn

Phạm vi đo :

Điện áp : (0 ÷1000) VDC Dịng : (0 ÷ 1) A (DC)

Độ xác phép đo điện áp: ≤ ppm (24 h)

6.5.1; 6.6.1; 6.6.2

2.5 Bộ nguồn cấp

Nguồn cung cấp :

Điện áp : V ÷ 110 VDC Dịng điện : A ÷ 30 A Điện áp thăng giáng nhỏ hơn: 0,005 % + mV

Dòng điện thăng giáng nhỏ hơn: 0,05 % + 10 mA

6.5; 7.3.2

2.6 Điện trở chuẩn Giá trị : 0,01 Ω ± 0,01 %

Công suất điện cho phép: 3,0 W 6.5.2; 6.6.1

3 Phương tiện phụ

3.1 Giá trắc quang Phạm vi : (0 ÷ 4500) mm

Độ xác :  mm/4500 mm 6.2; 6.3; 7.3.2 3.2 Các thiết bị phụ trợ

Thiết bị định tâm laser, thủy bình, mia chuẩn, hệ thống gá, đui đèn, hệ thống vít me, hệ thống vi chỉnh TP 90,

6.2; 6.3; 6.4

3.3 Buồng tối quang học Là mơi trường tối có mức độ rọi đạt : (0,0 ÷ 0,1) lx

6.2; 6.3; 6.4; 7.3

ĐLVN 270 : 2015

5 Khi tiến hành hiệu chuẩn phải đảm bảo điều kiện sau đây:

- Nhiệt độ: (23 ± 5) ºC - Độ ẩm: (35 ÷ 85) %RH

6 Chuẩn bị hiệu chuẩn

Trước tiến hành hiệu chuẩn phải thực công việc chuẩn bị sau đây:

6.1 Chuẩn bị DUT

Vệ sinh bề mặt thu quang DUT kiểm tra tình trạng hoạt động DUT theo hướng dẫn nhà sản xuất

6.2 Tạo trục quang (optical axis)

Sử dụng thiết bị định tâm laser mia chuẩn lắp đặt giá trắc quang để tạo trục quang

6.3 Lắp đặt quang kế chuẩn, DUT

6.3.1 Sử dụng thiết bị định tâm laser chiếu chùm laser hướng phía lắp đặt quang kế chuẩn

6.3.2 Sử dụng thiết bị định tâm laser, máy thủy bình, hệ thống vít me để điều chỉnh hệ thống giá đỡ cho mặt phẳng chuẩn quang kế chuẩn vng góc với trục quang tâm mặt phẳng chuẩn thu quang nằm trục quang

6.3.3 Thực bước 6.3.1 6.3.2 DUT

6.4 Lắp đặt đèn chuẩn

6.4.1 Đèn chuẩn lắp đặt vào vị trí đui đèn phù hợp giá trắc quang

6.4.2 Sử dụng máy thủy chuẩn, chùm laser hệ thống vi chỉnh TP 90, giá đỡ đui đèn để chỉnh đèn chuẩn cho mặt phẳng chuẩn sợi đốt đèn vng góc với trục quang tâm mặt phẳng chuẩn sợi đốt nằm trục quang

6.4.3 Dịch chuyển đèn chuẩn vị trí ban đầu (điểm 0)

6.5 Nối nguồn cung cấp điện cho đèn chuẩn

6.5.1 Kiểm tra cực đèn chuẩn máy đo vạn 6.5.2 Nối nguồn cung cấp cho đèn chuẩn

6.6 Kiểm tra hệ thống đo

6.6.1 Kiểm tra hệ thống đo nguồn cấp điện cho đèn chuẩn máy đo vạn 6.6.2 Kiểm tra hệ thống đo tín hiệu quang thu từ quang kế chuẩn đến máy đo dòng nhỏ máy đo vạn

6.7 Chuẩn bị thiết bị dùng để hiệu chuẩn

6

6.7.2 Bật nguồn cung cấp 30 phút trước thực tiến hành cung cấp điện cho đèn chuẩn

7 Tiến hành hiệu chuẩn

7.1 Kiểm tra bên

Phải kiểm tra bên theo yêu cầu sau đây:

Kiểm tra mắt thường để xác định rõ DUT với yêu cầu quy định tài liệu kỹ thuật hình dáng, kích thước, ký, nhãn hiệu phụ kiện kèm theo Bề mặt thu quang DUT không bị nứt, vỡ hư hỏng

7.2 Kiểm tra kỹ thuật

Phải kiểm tra kỹ thuật theo yêu cầu sau đây:

Kiểm tra trạng thái hoạt động bình thường DUT theo tài liệu kỹ thuật

7.3 Kiểm tra đo lường

DUT kiểm tra đo lường theo trình tự nội dung, phương pháp yêu cầu sau đây: 7.3.1 Kiểm tra điểm “0”

Kiểm tra điểm “0” cách dùng DUT để đo dòng quang mơi trường tối có mức độ rọi từ 0,0 lx đến 0,1 lx Thực lần phép đo lặp ghi kết vào biên (phụ lục 1)

7.3.2 Kiểm tra sai số độ nhạy độ rọi mức độ rọi

DUT so sánh với quang kế chuẩn mức độ rọi chuẩn 50 lx; 100 lx; 200 lx; 500 lx; 1000 lx; 3000 lx; 5000 lx; 7000 lx; 10000 lx Ghi lại kết đo quang kế chuẩn DUT vào biên (phụ lục 1) Mỗi mức độ rọi cần thực lần phép đo lặp

Sai số tương đối độ nhạy độ rọi DUT,  (%): %

100 S

S S

R v

R v T

v  

 

(1)

Trong đó:

T v

S : độ nhạy độ rọi DUT, [A/lx]

R v

S : độ nhạy độ rọi quang kế chuẩn, [A/lx] 7.3.3 Xác định phổ công suất đèn chuẩn

ĐLVN 270 : 2015

7

8 Đánh giá độ không đảm bảo đo

Độ nhạy độ rọi DUT tính theo biểu thức sau:

R R R v T v T T v CCF y S y E y S   

 (2)

Trong đó:

R T

y ,

y : tương ứng dòng quang đo từ DUT, quang kế chuẩn [A] CCF : hệ số hiệu màu (colour correction factor)

                                 d S e d V e d V e d S e CCF rel t t s rel s s

e : phân bố phổ nguồn sáng A ( CIE illuminant A)

t

e : phân bố phổ nguồn sáng dùng cho hiệu chuẩn độ nhạy độ rọi đo thiết bị đo phổ xạ

) (

Srel  : độ nhạy phổ tương đối quang kế chuẩn

8.1 Độ không đảm bảo đo tổng hợp,  T v c ,

r S

u

                 ins

T r rep T r R v r r str R r ins R r ali R r rep R r T v c ,

r S u y u y u y u y u ccf u S u y u y

u        

(3)

Các thành phần độ không đảm bảo đo biểu diễn biểu thức (3) xác định trình bày theo phụ lục

8.2 Độ không đảm bảo đo mở rộng,  T v

r S

U

   T v c , r T v

r S k u S

U   (4) hệ số phủ k = 2, với mức tin cậy P = 95 %

Bảng Các thành phần độ không đảm bảo đo

Các thành phần độ không đảm bảo đo

Độ không đảm bảo đo chuẩn thành phần tương

đối ur( y)

Hệ số nhạy

ci ciur y

 rep R

r y

u

 R

r ali

u y

inst R r(y )

u

 stra R

r y

u

 ccf

ur

 R v

r S

8

Các thành phần độ không đảm bảo đo

Độ không đảm bảo đo chuẩn thành phần tương

đối ur( y)

Hệ số nhạy ci

 y u ci r

 cal R v

r S

u

 rep T

r y

u

 ins T

r y

u

 T v c ,

r S

u

 T v

r S

U ; k =

8.3 Biểu diễn kết độ nhạy độ rọi

Sv STv Ur STv (5)

9 Xử lý chung

9.1 Quang kế chuẩn sau hiệu chuẩn có độ khơng đảm bảo đo ≤ % cấp

chứng hiệu chuẩn (tem hiệu chuẩn, giấy chứng nhận hiệu chuẩn, ) theo quy định

9.2 Quang kế chuẩn sau hiệu chuẩn có độ khơng đảm bảo đo > % khơng

cấp chứng hiệu chuẩn xóa dấu hiệu chuẩn cũ (nếu có)

9 Phụ lục

Tên quan hiệu chuẩn BIÊN BẢN HIỆU CHUẨN

Số

Tên chuẩn/phương tiện đo: ……… Kiểu: ……… Số: ……… Cơ sở sản xuất: ……… Năm sản xuất: ……… Đặc trưng kỹ thuật : …… ……… … ……… Cơ sở sử dụng: …… Phương pháp thực hiện: ……… Chuẩn, thiết bị sử dụng: ……… Điều kiện môi trường: Nhiệt độ: oC Độ ẩm: ………… % Người thực hiện: Ngày thực hiện: ……… Địa điểm thực hiện: ………

KẾT QUẢ HIỆU CHUẨN 1 Kiểm tra bên ngoài:

 Đạt  Không đạt

2 Kiểm tra kỹ thuật:

 Đạt  Không đạt

3 Kiểm tra đo lường:

3.1 Kiểm tra điểm “0”

Mơi trường tối

(0,0 ÷ 0,1) lx Giá trị dòng quang DUT đo, (A)

10

3.2 Kiểm tra sai số độ nhạy độ rọi mức độ rọi

Các mức độ rọi

(lx)

Giá trị dòng quang đo từ DUT (A)

Giá trị trung

bình (A)

Giá trị độ nhạy độ rọi (A/lx)

Sai số tương đối

(%) Lần Lần Lần Lần Lần

50 100 200 500 1000 3000 5000 7000 10000

Độ không đảm bảo đo mở rộng U = …… %, hệ số phủ k = với mức tin cậy P = 95 %

Kết luận: ………

Người soát lại Người thực

11 Phụ lục

CÁC THÀNH PHẦN ĐỘ KHÔNG ĐẢM BẢO ĐO

I Độ không đảm bảo đo chuẩn thành phần quang kế chuẩn:

         str

R r ins R r ali R r rep R r R

r y u y u y u y u y

u    

Trong đó:

1  R rep

r y

u : độ không đảm bảo đo chuẩn thành phần phép đo lặp đo dòng quang, tính thơng qua ur độ lệch chuẩn thực nghiệm giá trị trung bình yave, với n phép đo

lặp    n k i ave y n y

Độ lệch chuẩn thực nghiệm ur:

  1/2

n k ave i

r y y

1 n

1

u   



 



Độ không đảm bảo đo chuẩn tương đối phép đo lặp đo dòng quang:

  100

y u n y u ave r rep R

r   

2  ali R

r y

u : độ không đảm bảo đo chuẩn thành phần chỉnh quang kế chuẩn:

 y u  y ali_d u  y ali_A

u r r ali R

r  

 y ali_d

ur : Độ không đảm bảo đo thành phần chỉnh theo phương dọc giá trắc

quang

Cách xác định   d _ ali y ur :

- Đo dòng quang Er(y)d1 vị trí d = 1000 mm ; - Dịch chuyển quang kế chuẩn vị trí d = 1001 mm ; - Đo dòng quang Er y d2;

- Sai số tương đối dòng quang tương ứng :    

          100 y E y E y E d d r d r r [%]

Độ không đảm bảo đo chuẩn thành phần tương đối thay đổi khoảng cách d dọc theo giá trắc quang:

        100

y E y E y E y u d d d _ ali r r d r r     [%]

12

Sai số tương đối dòng quang theo phương ngang:    

          100 y E y E y E an g le

2 an g le

an g le

r r r

[%] Độ không đảm bảo đo chuẩn thành phần tương đối thay đổi theo phương ngang bề mặt chuẩn quang kế chuẩn xác định sau:

        100

y E y E y E y u angle r r r A _ ali r angle

angle   

 [%]

3 R ins r(y )

u : độ không đảm bảo đo chuẩn thành phần hệ thống thiết bị gồm: nguồn cung cấp, DMM, điện trở chuẩn, pico-ammeter

Cách xác định ins R r(y )

u :

- Đo dòng quang Er y I1 giá trị điện áp đặc biệt ứng với CCT = 2856 K ; - Thay đổi (tăng) nguồn cung cấp 0,1 %, đo Er y I2;

- Sai số tương đối dòng quang thay đổi nguồn điện cung cấp:

  100 ) y ( E ) y ( E y E I I I r r r   [%];

- Xác định độ không đảm bảo đo chuẩn thành phần hệ thống thiết bị

4 ur yR str: độ không đảm bảo đo chuẩn thành phần ánh sáng phông Cách xác định ur yR str:

- Tiến hành đo dòng quang   light y

Er không chắn sáng;

- Đo Er(y)black sử dụng chắn sáng đèn chuẩn quang kế;

- Sai số tương đối ánh sáng phông (straylight):   ( ) 100 ( )

r light r black

r light

E y E y

E y



 [%]

Với n phép đo lặp, urstraylight: độ lệch chuẩn thực nghiệm giá trị trung bình ánh sáng

phông

Như độ không đảm bảo đo chuẩn tương đối thành phần ánh sáng phông xác định sau :

  100

straylight _ ave u n y u rstr str

r    [%]

II Độ không đảm bảo đo chuẩn thành phần độ nhạy phổ độ rọi quang kế chuẩn:

     non linearity

R v r cal R v r R v

r S u S u S

u    [%]

Trong đó:

 cal R v

r S

u : độ không đảm bảo đo chuẩn thành phần độ nhạy độ rọi quang kế chuẩn tính từ giấy chứng nhận hiệu chuẩn

 non linearity R

v

r S

13

III Độ không đảm bảo đo chuẩn thành phần quang kế cần hiệu chuẩn:      ins

T r rep T r T

r y u y u y

u   [%]

   ins T r rep T

r y ,u y

u tính tương tự mục

IV Độ không đảm bảo đo chuẩn thành phần sai khác nhiệt độ màu nguồn

sáng sử dụng hiệu chuẩn so với nguồn sáng A (CIE illuminant A, CCT = 2856 K)

- Nếu sai khác nhiệt độ màu < 100 K độ khơng đảm bảo đo sai khác nhiệt độ màu không đáng kể

- Trường hợp có sai khác nhiệt độ màu > 100 K ước lượng độ khơng đảm bảo đo chuẩn thành phần sai khác nhiệt độ màu tính dựa CCF:

    100

3

1 CCF ccf

ur 

