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国家半导体照明工程研发及产业联盟推荐性技术规范
LB/T 001—2008
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整体式LED路灯的测量方法
Measurement Methods for Integral LED Road Lights
2008-07-01发布 2008-09-01实施
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国家半导体照明工程研发及产业联盟发布
前 言
由于半导体发光二极管（LED）性能与能效的不断提高，在不久的将来很多传统光源将会受到半导体照明解决方案的挑战。由于道路照明的特殊性，LED路灯以其特有的优势已开始进入道路照明领域，且发展势头迅猛，业界亟需出台相关标准，但是由于多方面的原因，出台国家标准还尚需时日，在此背景下，国家半导体照明工程研发及产业联盟（下简称“联盟”）和国家863计划半导体照明工程重大项目总体专家组于2007年3月在杭州召开了联盟半导体照明标准化协调推进工作组（下简称“联盟标准工作组”）筹备会议，会议决定在联盟标准工作组的领导下，率先开展LED路灯标准化推进工作。
联盟发布本推荐性技术规范的目的，是在正式标准出台之前能有一个推荐性技术规范，为我国LED路灯产业的健康有序发展提供一定的参考与引导，也为有关主管部门正式推出相关国家标准作前期准备工作。
联盟标准工作组对本推荐性技术规范保留全部的知识产权和解释权。联盟标准工作组欢迎社会各界使用本推荐性技术规范，但在使用（包括部分使用）时应说明有关内容源自本推荐性技术规范。
本推荐性技术规范起草过程中，台湾工业技术研究院、香港应用科学研究院等参与了讨论，首次对两岸三地共同制定半导体照明标准进行了探索与尝试。由于在全球范围内目前尚无类似的LED应用产品的标准可参考，本推荐性技术规范虽聚集海内外众人智慧并经历多次修改，但难免会存在很多不足之处，望LED各界有识之士继续提出宝贵意见，以便在再版或转换成正式标准时进一步完善。有关管理性和政策性等宏观方面建议请直接提交联盟标准工作组阮军组长（[email protected]）,有关技术性建议请直接联系本推荐性技术规范起草主要执笔人潘建根教授级高工（[email protected]）。
本推荐性技术规范由国家半导体照明工程研发及产业联盟提出。
本推荐性技术规范由国家半导体照明工程研发及产业联盟归口管理。
本推荐性技术规范主要起草单位：杭州远方光电信息有限公司、北京新材料科技促进中
心、复旦大学电光源研究所、浙江大学。
本推荐性技术规范主要起草人：潘建根、阮军、刘木清、叶关荣。
本推荐性技术规范参与起草单位：北京电光源研究所、上海市照明学会、东莞勤上光电股份有限公司、浙江求是信息电子有限公司、南京汉德森科技有限公司、杭州创元光电科技有限公司。
本推荐性技术规范参与起草人：屈素辉、俞安琪、章海骢、彭万华、朱晓东、徐连城。 本推荐性技术规范为首次制定。
目 录
1 范围...........................................................................................................................................1
2 规范性引用文件.......................................................................................................................1
3 定义...........................................................................................................................................1
4 主要测量项目...........................................................................................................................4
4. 1 基本电学性能.................................................................................................................4
4. 2 电磁兼容性能.................................................................................................................4
4. 3 光学性能.........................................................................................................................4
4. 4 温度特性与寿命.............................................................................................................5
5 试验的一般要求和设备要求...................................................................................................5
5. 1 试验的工作条件.............................................................................................................5
5. 2 测量设备的要求.............................................................................................................6
6 测量方法...................................................................................................................................8
6. 1 基本电性能和电流谐波测量.........................................................................................8
6. 2 电磁兼容试验.................................................................................................................9
6. 3 光通量和光效的测量方法.............................................................................................9
6. 4 光强分布特性的测量...................................................................................................10
6. 5 闪亮面积和平均亮度的测量.......................................................................................11
6. 6 颜色特性测量...............................................................................................................11
6. 7 光通量温度特性曲线...................................................................................................12
6. 8 最高允许环境温度试验...............................................................................................12
6. 9 寿命、发光维持特性试验...........................................................................................12
附 录 A 分布光度计的基本类型与原理....................................................................................13
A.1 测量LED路灯总光通量的基准分布光度计.............................................................13
A.2 测量LED路灯光强分布特性的分布光度计.............................................................14
A.3 近场分布光度计...........................................................................................................16
A.4 分布光谱辐射计...........................................................................................................17
附 录 B 路面照度均匀度的测量与计算....................................................................................18
附 录 C 闪亮面积的简易测量方法............................................................................................19 附 录 D LED路灯的期望寿命测量方法....................................................................................19
整体式LED路灯的测量方法
Measurement Methods for Integral LED Road Lights
1 范围
本推荐性技术规范规定了整体式LED路灯基本性能的测量方法。
本推荐性技术规范适用于交流50Hz/220V电源供电的并在内置控制器（自镇流）或外置控制器驱动下稳定工作的用于道路和街路照明的整体式LED路灯。
超出推荐性本推荐性技术规范范围的LED路灯或类似产品的测量可参考本推荐性技术规范。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本推荐性技术规范的引用而成为本推荐性技术规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本推荐性技术规范，然而，鼓励根据本推荐性技术规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本推荐性技术规范。 JJG 211-2005 光亮度计检定规程
JJG 245-2005 光照度计检定规程
GB/T 5702-2003 光源显色性评价方法
GB/T 7922-2003 照明光源颜色的测量方法
GB 17625.1-2003 电磁兼容 限值 谐波电流发射限值（设备每相输入电流≤16A）（IEC 61000-3-2，IDT）
GB 17743-1999 电器照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法(idt CISPR 15)
GB/T 18595-2001 一般照明用设备电磁兼容抗扰度要求(idt IEC 61547) CIE 15.2-1986 色度学（Colorimetry）
CIE 70-1987 绝对发光强度分布的测量方法（Absolute luminous intensity distribution） CIE 84-1989 光通量的测量方法（Measurement of liminous flux）
CIE 102-1993 推荐的灯具光度数据输出格式（Recommended file format for electronic transfer of luminaire photometric data）
CIE121-1996 灯具光度学和分布光度学（Photometry and Goniophotometry of luminaires）
3 定义
本推荐性技术规范采用下列定义。
3.1 整体式LED路灯integral LED Road Light
一种用于道路照明或街路照明的组合式照明光源装置，除一个或多个发光二极管（LEDs）作为光源发光外，还包括其它元件，例如光学、机械、电气和电子元件，LED和灯具形成一个整体，LED是灯具中不可拆卸替换的部件，在不致混淆的情况下简称LED路灯。分为在内置控制器（自镇流）或外置控制器驱动下工作的两种情况。
3.2 内置控制整体式LED路灯 self-ballasted integral LED road light
带有内置控制器的可直接连接到供电电源上工作的整体式LED路灯，简称内置控制
LED路灯。
3.3 外置控制整体式LED路灯 external controlled integral LED road light
通过外置控制器连接到供电电源上工作的整体式LED路灯，简称外置控制LED路灯。
3.4 LED基准控制器 LED reference control gear
为外置控制LED路灯提供基准工作条件的外置控制器。
3.5 标准LED路灯 standard LED road light
工作稳定、复现性优异，并标定有基本光电性能参数的，在替代法测量中可以用来校准测量设备的LED路灯。标准LED路灯必须设有温度监测点和该点的参考工作温度。
3.6 初始值 initial values
无需老炼，LED路灯在规定条件下稳定发光的光电参数值。
3.7 参考轴 reference axis
通过LED路灯发光口面中心并与发光口面垂直的轴线。
3.8 光度中心 photometry centre
LED路灯的参考轴和发光口面的垂足。在分布光度计测量中，被测LED路灯的光度中心应与分布光度计的两轴转动中心重合。
3.9 测量半平面（C平面） measuring half-plane (C plane)
通过LED路灯的参考轴并以参考轴为起始的任何一个垂直于发光口面的半平面，在不致混淆的情况下简称测量平面或C平面，对道路灯具，将平行于路边纵轴的测量平面定义为C0°和C180°，将垂直于路轴线的测量半平面上C90°定义为路边，C270°定义为屋边，如图1所示。
图1：LED路灯光分布的坐标系统
3.10 辅助轴 auxiliary axis
通过LED路灯光度中心并垂直于参考轴，在实际应用时通常平行于道路方向。辅助轴和参考轴决定了C0°/C180°平面。
3.11 第三轴 third axis
通过LED路灯光度中心并垂直于参考轴，在实际应用时通常垂直于道路方向。第三轴和参考轴决定了C90°/C270°平面。
3.12 标准测量姿态 standard measurement attitude
LED路灯的发光口面保持水平且向下发光，参考轴垂直向下，且C90°平面处于路边，C270°平面处于屋边，C0°/C180°平面与道路轴向平行。
3.13 灯下点 right downward point
在LED路灯正下方的点，通常在参考轴上。
3.14 测量距离 measurement distance
分布光度计或分布光谱辐射计光学接受面中心到分布光度计的两轴转动中心的有效光学距离。
3.15 半峰边角 half-peak side angle
LED路灯所发出的发光强度为平面上最大发光强度的50%的光线与参考轴的夹角（当有两个以上方向的发光强度为最大发光强度的50%时，取其夹角的最大值）。
3.16 总光通量 total luminous flux
LED路灯所发出的所有方向的光通量总和，在不致混淆的情况下简称光通量。
3.17 上（下）射光通量 upward (downward) flux fraction
由LED路灯所发出的高于（低于）通过光度中心的水平面的光通量。
3.18 光效 luminous efficacy
LED路灯发出的总光通量与其所耗功率之比，以流明（lm）/瓦（W）表示，在不致混淆的情况下简称光效。
3.19 闪亮面积 flashed area
在C=0°或180°、γ=76°方向观察的灯具闪亮部分投影面积。
3.20 平均颜色不均匀性 average color nonuniformity
LED路灯发出的全部光混合后的平均颜色与参考轴方向发光颜色的色差。
3.21 最大颜色不均匀性 maximum color nonuniformity
LED路灯在全部半峰光束角内的任意方向的发光颜色与参考轴方向发光颜色的色差的最大值。
3.22 光通维持率 lumen maintenance
LED路灯在规定条件下点燃，在寿命期间内一特定时间的光通量与初始光通量之比，以百分数表示。为测试简便，可用在规定距离下灯下点的照度替代光通量来计算光通维持率。
3.23 颜色飘移 color shift
LED路灯在规定条件下点燃，在寿命期间内一特定时间的颜色特性与初始颜色特性的差值，可用LED路灯的平均颜色或规定距离下灯下点颜色的CIE 1976均匀色度空间的色差值来表示。
3.24 寿命(单只LED路灯的) life (of an individuaI LED road light)
一只成品LED路灯从点燃到下列任一失效条件时的累计时间：
LED路灯烧毁；
LED路灯的光通维持率低于50%；
LED路灯的效能低于初始效能的70%。
3. 25 平均寿命(50％LED路灯失效时的寿命) average life (life to 50％ failures)
从点燃到在某一时间点上，50%的LED路灯达到本推荐性技术规范规定的寿命（单只LED路灯的），该时间为LED路灯的平均寿命。
3. 26 期望寿命 expected life
通过LED路灯的加速老炼试验或规定的外推计算方法所得出的寿命。
3.27 允许环境温度范围 allowable ambient temperature range
按规定的试验方法，LED路灯能正常点燃的最低环境温度和能正常工作的最高环境温度之间的范围。
3.28 灯具的安装高度 luminaire mounting height
灯具的光中心至路面的垂直距离。
3.29 灯具的安装间距 luminaire mounting spacing
沿道路的中心线测得的相邻两个灯具之间的距离。
3.30 悬挑长度 overhang
灯具的光中心至邻近一侧缘石的水平距离，即灯具伸出或缩进缘石的水平距离。
3.31 安装仰角 angle of tilt
LED路灯的发光面与水平面所成的夹角。
3.32 路面平均照度 average road surface illuminance
按照规定在路面上预先设定的点上测得的或计算得到的各点照度的平均值。
3.33 路面照度均匀度 uniformity of road surface illuminance
在一定的LED路灯安装高度、安装距离、悬挑长度、安装仰角和布置方式下，路面上最小照度与平均照度的比值。
4 主要测量项目
4．1 基本电学性能
4. 1. 1 电压
4．1．2 电流
4．1．3 功率
4．1．4 功率因数
4．1．5 频率
4．2 电磁兼容性能
电磁兼容性能主要包括无线电骚扰特性、输入电流谐波性能和抗扰度特性。内置控制LED路灯的电输入端应包括无线电骚扰特性、输入谐波电流和抗扰度特性；外置控制LED路灯应包括电输入端的抗扰度特性。
4．3 光学性能
4．3．1 光通量和效能
4. 3. 2 光强分布特性
4. 3. 3 闪亮面积和平均亮度特性
4. 3. 4 色度特性
4. 3. 4. 1 平均发光颜色
4. 3. 4. 2 平均显色指数
4. 3. 4. 3 色度分布特性
4. 3. 4. 4 色度的不均匀性
a) 平均颜色不均匀性
b) 最大颜色不均匀性
4. 4 温度特性与寿命
4．4．1 外壳温升
4．4．2 光通量温度特性曲线
4. 4. 3 最高允许环境温度
4．4．4 发光维持特性
4．4．4. 1 光通维持率
4. 4. 4. 2 颜色飘移
4．4．5 寿命
4．4．6 平均寿命
4．4．7 期望寿命
5 试验的一般要求和设备要求
5.1 试验的工作条件
除非另有规定，试验或测量在本推荐性技术规范规定的试验工作条件下进行。
5.1.1 实验室环境条件
LED路灯的光电参数的测量应在环境温度为25℃±1℃，相对最大湿度为65％±5%的无对流风的环境中进行，并应保证测量时LED路灯附近无空气流动。
老炼、寿命试验应在环境温度为25℃±5℃，相对最大湿度为65％±10%的无对流风的环境中进行，LED路灯周围允许有少量气流，但不允许有LED路灯的振动和冲击。
环境温度测量点应设置在与LED路灯光度中心的同一水平面上，距离被测LED路灯约0.5米处，测温探头应不受被测LED路灯照射。
气压：86kPa---106kPa。
5.1.2 电源电压要求
内置控制LED路灯应在额定电压（如额定值是一个范围则取其中间值）和额定频率下进行试验或测量。在稳定期间，电源电压应稳定在额定值的±0.5％的范围内；测量时，电源电压应稳定在额定值的±0.2％的范围内，基波频率偏差不得大于0.1%，谐波失真小于3%；寿命试验的电源电压应稳定在±2％以内。
外置控制LED路灯试验时一般在基准控制器驱动下或等效驱动条件下由电源供电或专用装置直接供电，供电电源或专用装置的输出电压或电流或功率应稳定在±0.2％的额定值范围内，如为交流驱动则应对频率和波形失真作出规定，一般情况下，基波频率偏差不得大于0.1%，谐波失真小于3%。
5.1.3 被测LED路灯工作状态要求
LED路灯发光特性有时会因散热问题受工作姿态限制，所以，在试验或测量时，如无特殊要求，LED路灯应以本推荐性技术规范规定的标准测量姿态置于自由空间中，且测量中，LED路灯应保持静止状态。
LED路灯应工作在热平衡状态，在监视环境温度的同时，还应监视LED路灯自身的工作温度，以保证试验的可复现性。如可能监测LED路灯的结电压，则应监测结电压。否则，应监测LED路灯外壳指定部位的温度。
5.1.4 被测LED路灯的稳定工作条件
LED路灯的光电参数应在稳定后测量，判定LED路灯稳定工作的条件为：15分钟内光通量或光强变化小于0.5%。
5.2 测量设备的要求
5.2.1 电源
直流供电电源的稳定度优于0.1%，纹波系数小于0.5%。
交流供电电源要求有足够小的内阻，当电源外接被测LED路灯工作后产生的压降应小于0.1%额定电压值。测量谐波和功率因数时，供电电源应符合GB 17625.1-2003附录A和附录B的要求。一般地说，具有变频功能的精密纯净交流测试电源才可能满足上述全部要求。
5.2.2 电测量仪表
直流电测量仪表的准确度优于0.1%。
交流电测量仪表的电压取样输入阻抗应大于等于1兆欧，电流取样阻抗应足够小，以保证在电流取样电阻上产生的压降小于0.1伏。电测量仪表的精度等级满足被测电压、电流和功率实际测量误差小于0.5%，即误差小于0.5%的读数。一般地说，0.5级表不能满足此要求，建议使用0.2%或更高准确度仪表。
测量谐波和功率因数时，数字功率计应符合GB 17625.1-2003附录A和附录B的要求。
5.2.3 电磁兼容试验仪器
无线电骚扰特性的试验仪器应符合GB 17743-1999的要求。
输入谐波电流测量仪器应符合GB 17625.1-2003的要求。
电磁兼容抗扰度测试仪器应符合GB/T 18595-2001的要求。
5.2.4 温度计
推荐使用A级分度的温度探测器；
温度计至少三位数字显示，准确度优于±0.3℃，分辨率优于0.1℃。
由于半导体温度探头有一定的光敏性，因此必须慎用半导体温度探头。
5.2.5 光度探测器
’ 光度探测器应满足JJG245-2005规定的标准级要求，其V(λ)失配系数f1
探测器通常应具备余弦校正性能，但对于用于在远距离下的测量光强的光度探测器，则不必要求具备余弦校正性能以获得较高的灵敏度。
5.2.6 光度计
配有5.2.5规定的光度探测器，光度计应至少四位有效数字显示，且具备用户定标功能和定标后锁定保护功能；除示值误差外，其他各项性能指标达到JJG245-2005国家标准级照度计要求。
注：带有足够高测量精度的标准灯的系统，定标或校准可由用户自行完成。
5.2.7 光谱辐射计（光谱分析系统）
光谱辐射计是测量光的辐射功率随波长变化的仪器，它是测量LED路灯的光谱功率分布、发光颜色、显色性指数以及有关光度量的必备设备。
光谱辐射计的光谱辐射强度或光谱辐射照度用满足测量要求的光谱辐射强度或照度标
准灯校准，经校准后，光谱辐射计的色品坐标测量准确度优于0.003，稳定的标准光源下分辨率和复现性优于0.0002，光谱辐射计的光源颜色测量和显色性指数分析功能应满足标准GB/T 7922-2003和GB/T 5702-2003要求。光谱辐射计除具备上述功能外还应具备标准LED路灯光谱光度和色度校准功能。
5.2.8 分布光度计
分布光度计是测量光度量（光强）随空间角度变化的光度计，通常包括一个用于支撑和定位被测光源的机械机构（即转台）和光度探测器，以及其它必须的传感器和测量信号处理系统等。分布光度计的基本性能和测量条件应满足CIE 70-1987、CIE 84-1989和CIE 121-1996 技术文件的要求。针对LED路灯的光度参数测量，本推荐性技术规范推荐的分布光度计应满足下列要求：
1. 在测量中，被测LED路灯始终处于标准测量姿态，且被测LED路灯仅绕参考轴自转以切换不同的测量平面，在某一平面上测量时LED路灯则应处于静止状态；
2. 分布光度计的角度精度不得低于0.2°，最小角度测量步距为0.2°；
3. 分布光度计应置于消杂光良好的测光暗室中；
4. 分布光度计用标准光通量灯或标准光强灯校准；
5. 测量总光通量的分布光度计应符合CIE 84-1989的规定，光通量测量的基准分布光
度计的光度探测器直接测量来自被测LED路灯的光束，详见附录A.1；
6. 测量LED路灯光强分布的分布光度计应能实现合适的测量距离，并能使LED路灯在
测量中始终保持标准测量姿态，在光度取样测量中保持完全静止状态，若分布光度计使LED路灯在测量中处于运动状态，则应注意对LED路灯发光的监控和测量结果的修正，详见附录A.2；
7. 转镜式分布光度计的反射镜的光谱反射率曲线应平坦，或者光度探测器的V(λ)匹
配应包括反射镜的光谱反射率曲线的修正；
8. 分布光度计应具备丰富的软件功能，应至少提供以下数据和曲线：总光通量、区域
光通量、上（下）射光通量、效能、光强分布(曲线)、等光强曲线、等照度曲线、路面照度均匀度分析、亮度、眩光分析等功能，灯具数据输出格式符合CIE 102-1993 要求。
5.2.9 积分球（积分球光度计，积分球光谱辐射计）
积分球是用替代法快速测量LED路灯的光通量、光谱分布、颜色和显色性指数的设备。积分球与光度计结合称为积分光度计，积分球与光谱辐射计结合称为积分光谱辐射计，积分球应足够大，积分球内壁涂层反射率应具备良好的均匀性和光谱中性，且对温度和湿度变化不敏感，积分球内挡光物体应尽量减少。
积分球应满足CIE 84-1989要求，同CIE 84-1989一样，本推荐性技术规范推荐使用反射率约为80%的积分球，以使积分球具有更好的光谱性能和更好的稳定性。允许使用80%以上反射率的涂层，高反射率涂层积分球更有利于积分球尺寸相对较小，仪器灵敏度相对较低的系统提高测量精度。
为操作方便，推荐在积分球的侧面开取样口，取样口对准LED路灯发光口面，将被测量的LED路灯所发出的光束全部收集于积分球中。由于LED路灯往往有很大的挡光体（外壳），因此本推荐性技术规范不推荐在积分球内测量LED路灯。在积分球的侧面开取样口，可能会使LED路灯因不处于标准测量姿态而带来偏差，必须注意补偿由此引起的测量误差。
5.2.10 分布光谱辐射计
用光谱辐射计替代分布光度计中的光度探测器而组成的光度测量设备成为分布光谱辐射计，详见附录A.4。
分布光谱辐射计应满足5.2.7光谱辐射计和5.2.8分布光度计的要求（不包括光度探测器要求）。推荐光谱辐射计直接接收来自LED路灯的光束，同时要求光谱辐射计具有足够快的测量速度，且应具备同步采样功能，以实现光谱辐射强度测量与分布光谱辐射计的转动角度同步。
5. 2. 11 成像亮度计
成像亮度计采用二维光学接收元件（如CCD），一次取样可以实现所测平面内各点的亮度值的测量。
成像亮度计应具有足够高的线性，且成像亮度计的感光元件前必须配有V(λ)匹配光学元件以使感光元件（含全部光学系统）的光谱灵敏度曲线与V(λ)曲线吻合，且满足JJG211-2005规定的一级或以上精度等级。
用成像亮度计替代分布光度计中的光度探头，构成近场分布光度计，能全面、准确测量LED路灯的亮度特性、照度和光强分布特性，详见附录A。
近场分布光度计应满足5.2.8分布光度计的要求（不包括光度探测器要求）和上述成像亮度计的要求。推荐近场分布光度计中的成像亮度计直接接收来自LED的光束，同时分布成像亮度计中的成像亮度计应满足5.2.11的要求，且具备同步采样功能。
5.2.12 可控温恒温试验箱和光通量温度特性测量设备
可控温恒温试验箱可使被测LED路灯以规定姿态点燃于试验箱中，可控温度为-30℃到100℃，控温精度为±3℃，测温准确度为±1℃，可控温恒温试验箱内空间足够大且温度场均匀。试验箱内的温度测量点与LED路灯的光度中心水平，且距LED路灯0.5米以上，应保证温度测量探头不被直接照射。
光通量温度特性测量设备由可控温恒温试验箱和试验箱中的光通量的相对变化测量装置组成，且具有光通量相对变化和温度的记录功能。
6 测量方法
6.1 基本电性能和电流谐波测量
用电压、电流表测量直流供电的外置控制LED路灯。
用带有电压、电流、功率、功率因数、频率和输入电流谐波等测量功能的数字功率计（也称数字电参数表）测量LED路灯（外置控制LED路灯则一般加上基准外置控制器）的电压、电流、功率、功率因数、频率和输入电流谐波。
由于并接于电路的电压取样存在一定的旁路电流，串接于电路的电流取样存在一定的电压降，因此应用时要根据被测LED路灯的电压和电流的实际大小，来决定选取电流表内接
法或电流表外接法。当电流较大，或引线较长时，可用四线法作电压取样。
(a) (b) (c)
图2：电性能测量示意图。(a) 电流表内接法；(b) 电流表外接法；(c) 四线法电压取样。
6.2 电磁兼容试验
6.2.1 内置控制LED路灯和外置控制LED路灯（含指定的外置控制器）电源侧的无线电骚扰特性试验按GB 17743-1999的要求进行。
6.2.2 LED路灯电磁兼容抗扰度试验按GB/T 18595-2001的要求进行。
6.3 光通量和光效的测量方法
光通量测量包括照度分布积分法、光强积分法和积分球法，其中由于照度分布积分法的测量精度较高，可以作为总光通量的基准测量方法，当对光强积分法和积分球法测得的总光通量存在疑问时，以照度分布积分法的测量结果为准。
6.3.1 总光通量的基准测量方法
在测光暗室中，使用5.2.8规定的测量光通量的基准分布光度计测量LED路灯的光通量。 将被测LED路灯夹持在分布光度计上，以标准测量姿态点燃，使被测LED的光度中心处于分布光度计的旋转中心。
在足够多的发光平面上以足够小的角度间隔，测量以分布光度计的光度探测器到被测LED路灯发光中心之间的测量距离为半径的虚拟球面上的各点的照度。平面间角度间隔一般为5°，平面内的角度间隔一般为1°，当被测LED路灯尺寸较大或光束角较窄时，应采用更小的平面间隔和角度步距，以保证照度分布的取样完整性。
总光通量Φtot计算公式为：
4π2πΦtot=
(Stot)2EdS=r∫∫E(ε,η)dΩ=∫00∫π0r2E(ε,η)sinεdεdη (1)
式中， r为虚拟球面的半径，Stot为虚拟球面的总面积，(ε,η)为空间角，如图3所示。
图3：光通量的计算原理示意图
6.3.2 光强积分法测量光通量
在测光暗室中，使用5.2.8规定的分布光度计测量LED路灯的光强分布，并用数值积分的办法计算出LED路灯的总光通量、区域光通量和上（下）射光通量等。
将LED路灯夹持在分布光度计上，以标准测量姿态点燃，使被测LED路灯的光度中心
处于分布光度计的旋转中心，在足够多（10°或更小的间隔）的测量平面上以足够小的角度步距（一般为5°或更小）测量LED路灯在各个空间方向上的光强。用下式计算LED路灯的光通量：
总光通量计算公式为：
上射光通量计算公式为：
下射光通量计算公式为：
区域光通量计算公式为：
式中，Φtot=∫2π0∫2ππ0I(ε,η)sinεdεdη (2) (3) (4) Φup=∫2π0∫ππI(ε,η)sinεdεdηΦdown=∫0∫π0I(ε,η)sinεdεdηΦzone=∫η2η1∫εε21I(ε,η)sinεdεdη (5) Φtot， Φup，Φdown，Φzone分别为总光通量，上射光通量，下射光通量和区域光通量，(ε,η)为空间角。
6.3.3 积分球法测量光通量
使用5.2.9 规定的积分球，通过替代法快速测量LED路灯的光通量。使用同类型的标准LED路灯作为光通量标准灯校准积分球光度计。
(a) (b) (c）
图4：用积分球测量LED路灯的光通量的示意图
使用积分球测量光通量测量LED路灯的光通量包括以下三种方法：
1）积分法：在积分球探测窗口上设置光度探头，使用光度计测量光通量；
2）分光法：积分球探测窗口上连接光谱辐射计取样装置，使用光谱辐射计测量光通量；
3）分光-积分法：在积分球的探测窗口上同时设置光度探头和光谱辐射计的取样装置，光度计测量LED路灯的光通量，光谱辐射计测量LED路灯的平均光谱功率分布，根据测量结果计算光谱修正因子并用以修正光度计测得的值，光谱修正因子的计算公式为：
P(λ)V(λ)dλ∫P(λ)ss(λ)dλ∫ K1= （6） ×∫Pλsλdλ∫PλsVλdλt relt rel
式中，V(λ)为已知CIE标准光谱光效率函数，s(λ)rel为光度计的已知相对光谱灵敏度，P(λ)S为用于校准光度计的标准光源的已知相对光谱功率分布，P(λ)t为光谱辐射计所测得的待测光源的相对光谱功率分布。
注：中间视觉光通量测量方法在考虑之中。
6. 4 光强分布特性和光束角的测量
在测光暗室中，使用5.2.8所规定的分布光度计测量LED路灯的光强分布和光束角。
用激光或更有效的办法来安装和对准被测LED路灯的初始位置，使LED路灯的光度中心处于分布光度计的旋转中心。用分布光度计以不大于二十分之一半峰光束角的角度步距测量LED路灯在特定测量平面上的光强分布，根据光强分布曲线数据计算出半峰光束角。 根据LED路灯的光强分布特性，在规定的条件下可以计算出被测LED路灯在路面可以实现的路面照度水平和路面照度均匀度，路面照度均匀度计算可参见附录D。
6. 5 闪亮面积和平均亮度的测量
6.5.1 LED路灯闪亮面积和平均亮度的标准测量方法
使用近场分布光度计或成像亮度计在C0°和C180°半平面内76°方向上测量LED路灯的亮度和亮度分布。成像亮度计的感光面正对LED路灯，且成像亮度计的光轴经过LED路灯的光度中心。由LED路灯在该方向上的亮度分布情况直接计算出LED路灯的闪亮面积。使用加权平均的方法计算出LED路灯在该方向上的平均亮度。
6.5.2 LED路灯闪亮面积和平均亮度的简易测量方法
按附录B的方法测量LED路灯的闪亮面积，根据6.4的光强测量结果按下式计算被测LED路灯在C0°和C180°半平面内76°方向上的平均亮度。
L(0/180,76)avg
000000I(00/1800,760)= (7) Aflash(00/1800,760)000式中，L(0/180,76)avg为闪亮面积内的平均亮度，I(0/180,76)为LED路灯在
闪亮面积方向的光强，Aflash(0/180,76)为LED路灯的闪亮面积。
6. 6 颜色特性测量
6.6.1 LED路灯的色度特性的标准测量方法
在测光暗室中，用5.2.10所规定的分布光谱辐射计测量LED路灯色度特性。
将被测LED路灯夹持在分布光谱辐射计上，使LED路灯处于规定的点燃状态，LED路灯的发光中心处于分布光谱辐射计的旋转中心。
在足够多的发光平面上以足够小的角度间隔测量每一方向上LED路灯的相对光谱功率分布，并根据CIE色度学公式计算出空间每一方向的色度特性。LED路灯的总平均色度特性用数值积分加权平均的方法计算。平面间角度间隔一般为10°，平面内的角度间隔一般为5°，当被测LED路灯尺寸较大或光束角较窄时，应采用更小的平面间隔和角度步距。
根据测得的空间光谱功率分布计算出空间每一方向的色度特性，LED路灯的总平均色度特性用数值积分加权平均的方法计算。
LED路灯的色度参数包括：色品坐标、相关色温、显色指数、色容差等，其计算方法按照CIE 15.2推荐的方法。
6.6.2 积分球法测量LED路灯的平均颜色
用积分球和光谱辐射计通过替代法可较方便测量LED路灯的平均颜色特性，其测量方法与积分球法测量光通量类似，可采用如下步骤测量平均颜色：
用普通白炽灯或卤钨灯作为标准灯，对积分球光谱辐射计定标；然后再用同类型的LED路灯作为标准灯校准积分球光谱辐射计；测量LED路灯的光谱功率分布，计算被测LED路灯的平均颜色参数。
6.6.3 颜色不均匀度测量
000
按6.6.1测得LED路灯在空间各方向的色度特性，按平均颜色不均匀性和最大颜色不均匀性的定义计算两参数的量值。
6. 7 光通量温度特性曲线
光通量温度特性测量可用相对测量法，将被测LED路灯按其标准测量姿态点燃于可控温恒温试验箱中，LED路灯工作在额定电压/电流/功率或额定电压/电流/功率范围的最大值下。控制恒温箱的温度，使恒温箱温度从允许环境温度范围的最低温度开始上升，每隔5℃测量LED路灯的相对光通量变化，且测量时应保证LED路灯已经在该温度下稳定至少15分钟。光通量测量以25℃温度点为100%，仅记录光通量在不同温度下的相对变化值即可。如无特别规定，试验的最高温度达到LED路灯允许环境温度范围的最高环境温度即可。
6. 8 最高允许环境温度试验
以试验前LED路灯在25℃的总光通量为100%，将被测LED路灯按其标准测量姿态点燃于可控温恒温试验箱中，在LED路灯制造商标称的允许环境温度范围的最高环境温度下点燃100小时，测量100小时后被测LED路灯的相对光通量输出应优于70%。否则，选择新的样品，在每降低5℃温度条件后重复上述试验，直至满足条件为止，满足条件的温度为该LED路灯最高允许环境温度。
6. 9 寿命、发光维持特性试验
在规定条件下老炼LED路灯，当老炼时间达到1000小时、2000小时，直到6000小时或40%标称寿命（取两者的较小值），每隔1000小时测量其发光维持率。
在上述的老炼时间后测量LED路灯的总光通量和色度参数，并与LED路灯的初始值比较。为了测试简便，可用在规定距离下灯下点的照度替代光通量来计算光通维持率，颜色飘移可用CIE 1976坐标(u’, v’)的差值来表示。
如在上述测量时间点内LED路灯的寿命终止，则前一个时间点为LED路灯的寿命。 老炼并测量多个同类型LED路灯以得到LED路灯的平均寿命。
一般情况下，由于LED路灯可能具备很长寿命，依上述方法进行完整的寿命试验可能十分耗时，为此，可以使用附录D的方法来外推计算得到LED路灯的期望寿命。
附 录 A
(资料性附录)
分布光度计的基本类型与原理
A.1 测量LED路灯总光通量的基准分布光度计
光通量测量的基准分布光度计是以照度分布积分法来实现总光通量的测量的，其原理表达式为：
Φ=
(S)∫E⋅dS (8)
式中，E为包围被测LED产品的虚拟球表面的照度，S为虚拟球面积。多数发达国家的国家计量实验室用照度分布积分法建立总光通量国家基准：用国家光强基准灯把量值传递到分布光度计的光度探测器上，再用此光度探测器测量以被测标准灯为中心的虚拟球表面上的照度分布，并用数值积分的方法计算出被测标准灯总光通量。本方法可以达到很高的总光通量测量精度。
CIE 84-1989对照度分布积分法及其分布光度计的要求进行了明确的规定：被测光源和灯具无需严格位于虚拟球的中心，且对灯中心到光度探测器间的测量距离不作严格的要求，最小测量距离只要满足光度探测器绕被测LED路灯旋转的物理尺寸即可，但应注意在测量距离较近时，光度探测器应具有较好的余弦校正。详细内容可参见CIE 84-1989技术文件“5 calculation of luminous flux from the illuminance”。
本推荐性技术规范以此类分布光度计为LED路灯总光通量的基准测量方法，相应的分布光度计为基准分布光度计，建议国家级实验室和质检机构使用基准分布光度计实现LED路灯的总光通量测量。
CIE 84-1989推荐的测量总光通量的基准分布光度计原理示意图和典型结构示意图如图5所示。测量LED路灯总光通量的基准分布光度计应能使被测LED路灯按标准测量姿态燃点，并尽量使其光度中心接近于分布光度计的旋转中心，被测LED路灯在光度取样中保持静止状态；基准分布光度计的光度探测器应正面面对被测LED路灯，直接接收来自被测LED路灯的光束。
(a) (b)
图5：CIE 84推荐的测量光通量的基准分布光度计原理(a)和结构(b)示意图
测量总光通量的基准分布光度计还能够以很高的精度实现小尺寸光源或灯具的光强分布测量；然而由于该基准分布光度计不可能实现测量大尺寸光源或灯具光强分布所要求的测量距离（见A.2），因此大尺寸光源或灯具的光强分布测量应采用A.2条中所述的其它类型的分布光度计来实现。
A.2 测量LED路灯光强分布特性的分布光度计
分布光度计的光强测量一般通过距离平方反比公式计算得到：
式中，I(θ,ϕ)为(θ,ϕ)方向上光源或灯具的发光强度，单位：cd；d为测量距离，单位为m；(θ,ϕ)为空间角度。
上式成立的条件是测量距离足够大，能把被测灯具近似地看作点光源。满足这一要求的LED路灯光强分布的测量距离应不小于发光口面最大尺寸的10倍，通常在10米—20米之间。测量距离并非越长越好，需要综合考虑光度计的探测能力，光度计在最大光强处的读数应至少具有四位有效数字。
对于LED路灯的光强分布测量现有以下的几种分布光度计可供选择，它们主要的性能如下：
A.2.1 灯具旋转式分布光度计
灯具旋转式分布光度计使被测光源绕其水平轴和垂直轴旋转而保持光度探测器静止，如图6所示为典型的灯具旋转式分布光度计。
I(θ,ϕ)=d2⋅E(θ,ϕ) (9)
(a) (b)
图6：典型灯具旋转式分布光度计原理(a)和转台结构(b)示意图
该系统的优点在于系统本身结构简单，自身稳定性高且造价不高。
但在该系统中，被测光源在测量中始终处于运动状态，尤其是绕水平轴翻转，容易造成热平衡的打破，使LED路灯的发光不稳定，从而影响总体测量精度。因此使用该类分布光度计，应特别注意对被测LED路灯测量结果的修正。
然而，如被测LED路灯对温度不敏感，则该类分布光度计可以实现对LED路灯的光强和光通量的精确测量。
A.2.2 双镜式分布光度计
双镜式分布光度计中的被测LED路灯处于旋转中心，仅绕其垂直轴旋转，旋转反光镜绕被测LED路灯旋转，将LED路灯在某一方向上测量光束反射到远处的第二反光镜上，并通过第二反光镜反射到探测器中。
图7：双镜分布光度计示意图
双镜式分布光度计中，被测LED路灯在光度取样测量中保持静止的规定燃点姿态，发光稳定性高。
该系统的优点在于被测LED路灯和分布光度计系统均稳定，而且系统占用的空间较小。但该系统由于采用了两面反射镜，系统对反射镜的质量提出了更高要求。
A.2.3 圆周运动反光镜式分布光度计
圆周运动反光镜式分布光度计中的被测LED路灯处于旋转中心，仅绕其自身垂直轴旋转。反光镜绕被测LED路灯旋转，将在某一方向上测量光束发射到与旋转反光镜同步旋转的探测器中。
图8：圆周运动反光镜式光度计示意图
该系统中的被测LED路灯按标准测量姿态点燃，在光度取样测量中保持完全静止状态。 该系统的优点是被测光源的发光稳定性高，但该系统相对于双镜分布光度计的缺点是占用的空间较大。
该系统的简易设计是将带长消光筒的同步旋转探测器改为固定的探测器（探测器和其前端遮光筒均固定不动），这样的简易安排导致的后果是探测器开口较大，而容易引入较多的杂散光和信号光束不能垂直入射到探测器上，因此而造成测量精度下降。
A.2.3中心旋转反光镜式分布光度计
中心旋转反光镜式分布光度计也是一款比较常用的转镜式分布光度计，系统中的反光镜绕水平主轴旋转，而由灯臂夹持的被测光源绕反光镜转动，同时灯臂向相反方向绕辅助轴同步旋转，以保持被测光源的燃点姿态不变，被测光源绕自身垂直轴转动。测量中反光镜将被测光源的光束反射到与主轴同轴的光度探测器上。
图9：中心旋转反光镜式分布光度计示意图
在该系统中，被测LED路灯能始终保持标准测量姿态。
然而由于LED路灯需在较大空间范围内运动，被测LED路灯的发光稳定性不及前两种分布光度计系统：由运动产生的气流使LED路灯表面温度发生变化；在暗室中存在的房间上下部温差会导致LED路灯始终处于一个交变的环境温度。
另外该系统要实现被测LED路灯向上夹持的燃点姿态，转台部分需要占用更高的转动空间。
A.3近场分布光度计
为节约空间，国际上新近对近场分布光度计十分关注，近场分布光度计由分布光度计和成像亮度计组成，成像亮度计替代分布光度计中的光度探测器，如图10所示。成像亮度计采用二维光学接收元件（如CCD），一次取样可以实现所测平面内各点的亮度值的测量。近场分布光度计中的成像亮度计面对被测LED路灯，直接接收LED路灯的光线束。
图10：典型近场分布光度计示意图
由被测光源发出的每条几何光线都具有可测量的与距离无关的亮度值，这是近场分布光度计发展的基本原理，因此，通过测量被测LED路灯在空间各个方向的亮度值，可以通过光线追踪的方法准确地得到LED路灯的每一个平面的照度分布和空间光强分布等重要参数，而且与测量距离，方向或LED路灯表面的曲率半径无关。
同时对于LED路灯而言，亮度和可能造成的眩光是极为重要的指标，但由于其发光区域内亮度分布很不均匀，反射面形状复杂，给其亮度和眩光评价带来了很大困难。附录B所述的简易方法测量的LED路灯的“闪亮面积”，只能通过平均方法大概计算出的LED路灯在该面积内的平均亮度，并不能保证测量精度，反映LED路灯的实际情况。使用近场分布光度计能够直观、精确地测量出LED路灯在各个视角下发光口面的亮度分布，以全面、准确、直观地评估LED路灯的亮度性能和可能造成的眩光。
A.4 分布光谱辐射计
受其发光机制的影响，白光LED具有较为明显的空间光色不均匀性，即在不同的视角上表现出不同的颜色特征，影响照明效果，因此空间颜色均匀性测量对于LED路灯十分重要。然而由于传统的分布光度计仅能测量光度空间分布，而积分球光谱辐射计也仅能测量平均颜色特性，它们已经不能满足LED路灯的测量要求。
分布光谱辐射计由分布光度计和高精度快速光谱辐射计组成，使用高精度快速光谱辐射计替代分布光度计中的光度探测器，能够满足LED路灯颜色分布特性测量的要求，图11为典型的分布光谱辐射计示意图。被测LED路灯位于分布光谱辐射计的旋转中心，LED路灯仅绕其自身垂直轴旋转以切换测量平面，在取样测量中保持完全静止状态。分布光谱辐射计中的光谱辐射计在各个方向上直接接收来自被测LED路灯的光束。
图11：典型分布光谱辐射计示意图
随着科技的进步，仪器科学的发展以及对LED测量要求的不断提高，很可能会出现其它类型的性能更为优越的分布光度计系统。因此本部分内容仅供参考。
附 录 B
（规范性附录）
路面照度均匀度的测量与计算
LED路灯的发光均匀度可以用按一定方式安装LED路灯后的道路路面照度均匀度来表征。根据6.4条LED路灯光强分布的测量结果，通过软件计算路面照度均匀度。
路面照度均匀度与LED路灯的安装高度、安装间距、悬挑长度、安装仰角和布灯方式都有关系，因此给出的路面照度均匀度必须注明上述前提条件。如不注明上述条件，则推荐用以下述条件计算路面照度均匀度：
距高比（安装间距/安装高度）为3:1，路灯单排安装在道路中间，路面宽度与安装高度相等，安装仰角为0°，并选取安装高度H为8米，如图12(a)所示。
计算路面照度均匀度时，将道路纵向方向上两相邻的LED路灯间的一段道路面积划分成若干个小区域，计算每一个小区域内的路面平均照度。在推荐计算条件下，将相邻LED路灯之间宽8米、长24米的路面划分成1m×1.2m的160个小区域，其每一块小区域的平均照度为一个点，如图12(b)，利用下式计算路面照度均匀度：
U=Emin (10) Eave
式中，U为路面照度均匀度，Emin为所有小区域的最小平均照度值，Eave为总平均照度。
(a) (b)
图12：路面照度均匀度计算推荐的布灯方式和小区域划分示意图
附 录 C
（规范性附录）
闪亮面积的简易测量方法
LED路灯发光区域内亮度分布很不均匀，反射面形状复杂，要确定其“闪亮面积”不是件容易的事。一种简易的测量方法如下：
将一个大于灯具发光部分尺寸的四边可以滑动的矩形封闭框置于灯前（尽量靠近灯具），首先读取毫无遮挡时灯具的在C=0°，γ=76°方向的读数，然后分别将矩形框的每一边慢慢地向闪亮的发光区移动，直到每次得到的新读数为本次移动前读数的0.98时为止。此时矩形框的剩余面积即“闪亮面积”。
附 录 D
(规范性附录)
LED路灯的期望寿命测量方法
在本推荐性技术规范规定条件下老炼LED路灯，并在规定的测温点监测LED路灯的外壳温升。每隔100~300小时记录一定距离下LED路灯灯下点的照度，直至测量到6000小时。如到6000小时仍未达到LED路灯寿命，则可用灯下点照度下降的规律外推出LED路灯的寿命，即期望寿命。
在期望寿命测量和外推计算中，以LED路灯在1000小时的发光特性为初始值，外推出的LED路灯光通量下降到初始值的70%的时间为期望寿命。
注：LED光通量随时间变化的函数匹配曲线公式或算法正在研究中，待定。
XXXXX
分类号：
备案号：
国家半导体照明工程研发及产业联盟推荐性技术规范
LB/T 001—2008
_____________________________________
整体式LED路灯的测量方法
Measurement Methods for Integral LED Road Lights
2008-07-01发布 2008-09-01实施
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国家半导体照明工程研发及产业联盟发布
前 言
由于半导体发光二极管（LED）性能与能效的不断提高，在不久的将来很多传统光源将会受到半导体照明解决方案的挑战。由于道路照明的特殊性，LED路灯以其特有的优势已开始进入道路照明领域，且发展势头迅猛，业界亟需出台相关标准，但是由于多方面的原因，出台国家标准还尚需时日，在此背景下，国家半导体照明工程研发及产业联盟（下简称“联盟”）和国家863计划半导体照明工程重大项目总体专家组于2007年3月在杭州召开了联盟半导体照明标准化协调推进工作组（下简称“联盟标准工作组”）筹备会议，会议决定在联盟标准工作组的领导下，率先开展LED路灯标准化推进工作。
联盟发布本推荐性技术规范的目的，是在正式标准出台之前能有一个推荐性技术规范，为我国LED路灯产业的健康有序发展提供一定的参考与引导，也为有关主管部门正式推出相关国家标准作前期准备工作。
联盟标准工作组对本推荐性技术规范保留全部的知识产权和解释权。联盟标准工作组欢迎社会各界使用本推荐性技术规范，但在使用（包括部分使用）时应说明有关内容源自本推荐性技术规范。
本推荐性技术规范起草过程中，台湾工业技术研究院、香港应用科学研究院等参与了讨论，首次对两岸三地共同制定半导体照明标准进行了探索与尝试。由于在全球范围内目前尚无类似的LED应用产品的标准可参考，本推荐性技术规范虽聚集海内外众人智慧并经历多次修改，但难免会存在很多不足之处，望LED各界有识之士继续提出宝贵意见，以便在再版或转换成正式标准时进一步完善。有关管理性和政策性等宏观方面建议请直接提交联盟标准工作组阮军组长（[email protected]）,有关技术性建议请直接联系本推荐性技术规范起草主要执笔人潘建根教授级高工（[email protected]）。
本推荐性技术规范由国家半导体照明工程研发及产业联盟提出。
本推荐性技术规范由国家半导体照明工程研发及产业联盟归口管理。
本推荐性技术规范主要起草单位：杭州远方光电信息有限公司、北京新材料科技促进中
心、复旦大学电光源研究所、浙江大学。
本推荐性技术规范主要起草人：潘建根、阮军、刘木清、叶关荣。
本推荐性技术规范参与起草单位：北京电光源研究所、上海市照明学会、东莞勤上光电股份有限公司、浙江求是信息电子有限公司、南京汉德森科技有限公司、杭州创元光电科技有限公司。
本推荐性技术规范参与起草人：屈素辉、俞安琪、章海骢、彭万华、朱晓东、徐连城。 本推荐性技术规范为首次制定。
目 录
1 范围...........................................................................................................................................1
2 规范性引用文件.......................................................................................................................1
3 定义...........................................................................................................................................1
4 主要测量项目...........................................................................................................................4
4. 1 基本电学性能.................................................................................................................4
4. 2 电磁兼容性能.................................................................................................................4
4. 3 光学性能.........................................................................................................................4
4. 4 温度特性与寿命.............................................................................................................5
5 试验的一般要求和设备要求...................................................................................................5
5. 1 试验的工作条件.............................................................................................................5
5. 2 测量设备的要求.............................................................................................................6
6 测量方法...................................................................................................................................8
6. 1 基本电性能和电流谐波测量.........................................................................................8
6. 2 电磁兼容试验.................................................................................................................9
6. 3 光通量和光效的测量方法.............................................................................................9
6. 4 光强分布特性的测量...................................................................................................10
6. 5 闪亮面积和平均亮度的测量.......................................................................................11
6. 6 颜色特性测量...............................................................................................................11
6. 7 光通量温度特性曲线...................................................................................................12
6. 8 最高允许环境温度试验...............................................................................................12
6. 9 寿命、发光维持特性试验...........................................................................................12
附 录 A 分布光度计的基本类型与原理....................................................................................13
A.1 测量LED路灯总光通量的基准分布光度计.............................................................13
A.2 测量LED路灯光强分布特性的分布光度计.............................................................14
A.3 近场分布光度计...........................................................................................................16
A.4 分布光谱辐射计...........................................................................................................17
附 录 B 路面照度均匀度的测量与计算....................................................................................18
附 录 C 闪亮面积的简易测量方法............................................................................................19 附 录 D LED路灯的期望寿命测量方法....................................................................................19
整体式LED路灯的测量方法
Measurement Methods for Integral LED Road Lights
1 范围
本推荐性技术规范规定了整体式LED路灯基本性能的测量方法。
本推荐性技术规范适用于交流50Hz/220V电源供电的并在内置控制器（自镇流）或外置控制器驱动下稳定工作的用于道路和街路照明的整体式LED路灯。
超出推荐性本推荐性技术规范范围的LED路灯或类似产品的测量可参考本推荐性技术规范。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本推荐性技术规范的引用而成为本推荐性技术规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本推荐性技术规范，然而，鼓励根据本推荐性技术规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本推荐性技术规范。 JJG 211-2005 光亮度计检定规程
JJG 245-2005 光照度计检定规程
GB/T 5702-2003 光源显色性评价方法
GB/T 7922-2003 照明光源颜色的测量方法
GB 17625.1-2003 电磁兼容 限值 谐波电流发射限值（设备每相输入电流≤16A）（IEC 61000-3-2，IDT）
GB 17743-1999 电器照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法(idt CISPR 15)
GB/T 18595-2001 一般照明用设备电磁兼容抗扰度要求(idt IEC 61547) CIE 15.2-1986 色度学（Colorimetry）
CIE 70-1987 绝对发光强度分布的测量方法（Absolute luminous intensity distribution） CIE 84-1989 光通量的测量方法（Measurement of liminous flux）
CIE 102-1993 推荐的灯具光度数据输出格式（Recommended file format for electronic transfer of luminaire photometric data）
CIE121-1996 灯具光度学和分布光度学（Photometry and Goniophotometry of luminaires）
3 定义
本推荐性技术规范采用下列定义。
3.1 整体式LED路灯integral LED Road Light
一种用于道路照明或街路照明的组合式照明光源装置，除一个或多个发光二极管（LEDs）作为光源发光外，还包括其它元件，例如光学、机械、电气和电子元件，LED和灯具形成一个整体，LED是灯具中不可拆卸替换的部件，在不致混淆的情况下简称LED路灯。分为在内置控制器（自镇流）或外置控制器驱动下工作的两种情况。
3.2 内置控制整体式LED路灯 self-ballasted integral LED road light
带有内置控制器的可直接连接到供电电源上工作的整体式LED路灯，简称内置控制
LED路灯。
3.3 外置控制整体式LED路灯 external controlled integral LED road light
通过外置控制器连接到供电电源上工作的整体式LED路灯，简称外置控制LED路灯。
3.4 LED基准控制器 LED reference control gear
为外置控制LED路灯提供基准工作条件的外置控制器。
3.5 标准LED路灯 standard LED road light
工作稳定、复现性优异，并标定有基本光电性能参数的，在替代法测量中可以用来校准测量设备的LED路灯。标准LED路灯必须设有温度监测点和该点的参考工作温度。
3.6 初始值 initial values
无需老炼，LED路灯在规定条件下稳定发光的光电参数值。
3.7 参考轴 reference axis
通过LED路灯发光口面中心并与发光口面垂直的轴线。
3.8 光度中心 photometry centre
LED路灯的参考轴和发光口面的垂足。在分布光度计测量中，被测LED路灯的光度中心应与分布光度计的两轴转动中心重合。
3.9 测量半平面（C平面） measuring half-plane (C plane)
通过LED路灯的参考轴并以参考轴为起始的任何一个垂直于发光口面的半平面，在不致混淆的情况下简称测量平面或C平面，对道路灯具，将平行于路边纵轴的测量平面定义为C0°和C180°，将垂直于路轴线的测量半平面上C90°定义为路边，C270°定义为屋边，如图1所示。
图1：LED路灯光分布的坐标系统
3.10 辅助轴 auxiliary axis
通过LED路灯光度中心并垂直于参考轴，在实际应用时通常平行于道路方向。辅助轴和参考轴决定了C0°/C180°平面。
3.11 第三轴 third axis
通过LED路灯光度中心并垂直于参考轴，在实际应用时通常垂直于道路方向。第三轴和参考轴决定了C90°/C270°平面。
3.12 标准测量姿态 standard measurement attitude
LED路灯的发光口面保持水平且向下发光，参考轴垂直向下，且C90°平面处于路边，C270°平面处于屋边，C0°/C180°平面与道路轴向平行。
3.13 灯下点 right downward point
在LED路灯正下方的点，通常在参考轴上。
3.14 测量距离 measurement distance
分布光度计或分布光谱辐射计光学接受面中心到分布光度计的两轴转动中心的有效光学距离。
3.15 半峰边角 half-peak side angle
LED路灯所发出的发光强度为平面上最大发光强度的50%的光线与参考轴的夹角（当有两个以上方向的发光强度为最大发光强度的50%时，取其夹角的最大值）。
3.16 总光通量 total luminous flux
LED路灯所发出的所有方向的光通量总和，在不致混淆的情况下简称光通量。
3.17 上（下）射光通量 upward (downward) flux fraction
由LED路灯所发出的高于（低于）通过光度中心的水平面的光通量。
3.18 光效 luminous efficacy
LED路灯发出的总光通量与其所耗功率之比，以流明（lm）/瓦（W）表示，在不致混淆的情况下简称光效。
3.19 闪亮面积 flashed area
在C=0°或180°、γ=76°方向观察的灯具闪亮部分投影面积。
3.20 平均颜色不均匀性 average color nonuniformity
LED路灯发出的全部光混合后的平均颜色与参考轴方向发光颜色的色差。
3.21 最大颜色不均匀性 maximum color nonuniformity
LED路灯在全部半峰光束角内的任意方向的发光颜色与参考轴方向发光颜色的色差的最大值。
3.22 光通维持率 lumen maintenance
LED路灯在规定条件下点燃，在寿命期间内一特定时间的光通量与初始光通量之比，以百分数表示。为测试简便，可用在规定距离下灯下点的照度替代光通量来计算光通维持率。
3.23 颜色飘移 color shift
LED路灯在规定条件下点燃，在寿命期间内一特定时间的颜色特性与初始颜色特性的差值，可用LED路灯的平均颜色或规定距离下灯下点颜色的CIE 1976均匀色度空间的色差值来表示。
3.24 寿命(单只LED路灯的) life (of an individuaI LED road light)
一只成品LED路灯从点燃到下列任一失效条件时的累计时间：
LED路灯烧毁；
LED路灯的光通维持率低于50%；
LED路灯的效能低于初始效能的70%。
3. 25 平均寿命(50％LED路灯失效时的寿命) average life (life to 50％ failures)
从点燃到在某一时间点上，50%的LED路灯达到本推荐性技术规范规定的寿命（单只LED路灯的），该时间为LED路灯的平均寿命。
3. 26 期望寿命 expected life
通过LED路灯的加速老炼试验或规定的外推计算方法所得出的寿命。
3.27 允许环境温度范围 allowable ambient temperature range
按规定的试验方法，LED路灯能正常点燃的最低环境温度和能正常工作的最高环境温度之间的范围。
3.28 灯具的安装高度 luminaire mounting height
灯具的光中心至路面的垂直距离。
3.29 灯具的安装间距 luminaire mounting spacing
沿道路的中心线测得的相邻两个灯具之间的距离。
3.30 悬挑长度 overhang
灯具的光中心至邻近一侧缘石的水平距离，即灯具伸出或缩进缘石的水平距离。
3.31 安装仰角 angle of tilt
LED路灯的发光面与水平面所成的夹角。
3.32 路面平均照度 average road surface illuminance
按照规定在路面上预先设定的点上测得的或计算得到的各点照度的平均值。
3.33 路面照度均匀度 uniformity of road surface illuminance
在一定的LED路灯安装高度、安装距离、悬挑长度、安装仰角和布置方式下，路面上最小照度与平均照度的比值。
4 主要测量项目
4．1 基本电学性能
4. 1. 1 电压
4．1．2 电流
4．1．3 功率
4．1．4 功率因数
4．1．5 频率
4．2 电磁兼容性能
电磁兼容性能主要包括无线电骚扰特性、输入电流谐波性能和抗扰度特性。内置控制LED路灯的电输入端应包括无线电骚扰特性、输入谐波电流和抗扰度特性；外置控制LED路灯应包括电输入端的抗扰度特性。
4．3 光学性能
4．3．1 光通量和效能
4. 3. 2 光强分布特性
4. 3. 3 闪亮面积和平均亮度特性
4. 3. 4 色度特性
4. 3. 4. 1 平均发光颜色
4. 3. 4. 2 平均显色指数
4. 3. 4. 3 色度分布特性
4. 3. 4. 4 色度的不均匀性
a) 平均颜色不均匀性
b) 最大颜色不均匀性
4. 4 温度特性与寿命
4．4．1 外壳温升
4．4．2 光通量温度特性曲线
4. 4. 3 最高允许环境温度
4．4．4 发光维持特性
4．4．4. 1 光通维持率
4. 4. 4. 2 颜色飘移
4．4．5 寿命
4．4．6 平均寿命
4．4．7 期望寿命
5 试验的一般要求和设备要求
5.1 试验的工作条件
除非另有规定，试验或测量在本推荐性技术规范规定的试验工作条件下进行。
5.1.1 实验室环境条件
LED路灯的光电参数的测量应在环境温度为25℃±1℃，相对最大湿度为65％±5%的无对流风的环境中进行，并应保证测量时LED路灯附近无空气流动。
老炼、寿命试验应在环境温度为25℃±5℃，相对最大湿度为65％±10%的无对流风的环境中进行，LED路灯周围允许有少量气流，但不允许有LED路灯的振动和冲击。
环境温度测量点应设置在与LED路灯光度中心的同一水平面上，距离被测LED路灯约0.5米处，测温探头应不受被测LED路灯照射。
气压：86kPa---106kPa。
5.1.2 电源电压要求
内置控制LED路灯应在额定电压（如额定值是一个范围则取其中间值）和额定频率下进行试验或测量。在稳定期间，电源电压应稳定在额定值的±0.5％的范围内；测量时，电源电压应稳定在额定值的±0.2％的范围内，基波频率偏差不得大于0.1%，谐波失真小于3%；寿命试验的电源电压应稳定在±2％以内。
外置控制LED路灯试验时一般在基准控制器驱动下或等效驱动条件下由电源供电或专用装置直接供电，供电电源或专用装置的输出电压或电流或功率应稳定在±0.2％的额定值范围内，如为交流驱动则应对频率和波形失真作出规定，一般情况下，基波频率偏差不得大于0.1%，谐波失真小于3%。
5.1.3 被测LED路灯工作状态要求
LED路灯发光特性有时会因散热问题受工作姿态限制，所以，在试验或测量时，如无特殊要求，LED路灯应以本推荐性技术规范规定的标准测量姿态置于自由空间中，且测量中，LED路灯应保持静止状态。
LED路灯应工作在热平衡状态，在监视环境温度的同时，还应监视LED路灯自身的工作温度，以保证试验的可复现性。如可能监测LED路灯的结电压，则应监测结电压。否则，应监测LED路灯外壳指定部位的温度。
5.1.4 被测LED路灯的稳定工作条件
LED路灯的光电参数应在稳定后测量，判定LED路灯稳定工作的条件为：15分钟内光通量或光强变化小于0.5%。
5.2 测量设备的要求
5.2.1 电源
直流供电电源的稳定度优于0.1%，纹波系数小于0.5%。
交流供电电源要求有足够小的内阻，当电源外接被测LED路灯工作后产生的压降应小于0.1%额定电压值。测量谐波和功率因数时，供电电源应符合GB 17625.1-2003附录A和附录B的要求。一般地说，具有变频功能的精密纯净交流测试电源才可能满足上述全部要求。
5.2.2 电测量仪表
直流电测量仪表的准确度优于0.1%。
交流电测量仪表的电压取样输入阻抗应大于等于1兆欧，电流取样阻抗应足够小，以保证在电流取样电阻上产生的压降小于0.1伏。电测量仪表的精度等级满足被测电压、电流和功率实际测量误差小于0.5%，即误差小于0.5%的读数。一般地说，0.5级表不能满足此要求，建议使用0.2%或更高准确度仪表。
测量谐波和功率因数时，数字功率计应符合GB 17625.1-2003附录A和附录B的要求。
5.2.3 电磁兼容试验仪器
无线电骚扰特性的试验仪器应符合GB 17743-1999的要求。
输入谐波电流测量仪器应符合GB 17625.1-2003的要求。
电磁兼容抗扰度测试仪器应符合GB/T 18595-2001的要求。
5.2.4 温度计
推荐使用A级分度的温度探测器；
温度计至少三位数字显示，准确度优于±0.3℃，分辨率优于0.1℃。
由于半导体温度探头有一定的光敏性，因此必须慎用半导体温度探头。
5.2.5 光度探测器
’ 光度探测器应满足JJG245-2005规定的标准级要求，其V(λ)失配系数f1
探测器通常应具备余弦校正性能，但对于用于在远距离下的测量光强的光度探测器，则不必要求具备余弦校正性能以获得较高的灵敏度。
5.2.6 光度计
配有5.2.5规定的光度探测器，光度计应至少四位有效数字显示，且具备用户定标功能和定标后锁定保护功能；除示值误差外，其他各项性能指标达到JJG245-2005国家标准级照度计要求。
注：带有足够高测量精度的标准灯的系统，定标或校准可由用户自行完成。
5.2.7 光谱辐射计（光谱分析系统）
光谱辐射计是测量光的辐射功率随波长变化的仪器，它是测量LED路灯的光谱功率分布、发光颜色、显色性指数以及有关光度量的必备设备。
光谱辐射计的光谱辐射强度或光谱辐射照度用满足测量要求的光谱辐射强度或照度标
准灯校准，经校准后，光谱辐射计的色品坐标测量准确度优于0.003，稳定的标准光源下分辨率和复现性优于0.0002，光谱辐射计的光源颜色测量和显色性指数分析功能应满足标准GB/T 7922-2003和GB/T 5702-2003要求。光谱辐射计除具备上述功能外还应具备标准LED路灯光谱光度和色度校准功能。
5.2.8 分布光度计
分布光度计是测量光度量（光强）随空间角度变化的光度计，通常包括一个用于支撑和定位被测光源的机械机构（即转台）和光度探测器，以及其它必须的传感器和测量信号处理系统等。分布光度计的基本性能和测量条件应满足CIE 70-1987、CIE 84-1989和CIE 121-1996 技术文件的要求。针对LED路灯的光度参数测量，本推荐性技术规范推荐的分布光度计应满足下列要求：
1. 在测量中，被测LED路灯始终处于标准测量姿态，且被测LED路灯仅绕参考轴自转以切换不同的测量平面，在某一平面上测量时LED路灯则应处于静止状态；
2. 分布光度计的角度精度不得低于0.2°，最小角度测量步距为0.2°；
3. 分布光度计应置于消杂光良好的测光暗室中；
4. 分布光度计用标准光通量灯或标准光强灯校准；
5. 测量总光通量的分布光度计应符合CIE 84-1989的规定，光通量测量的基准分布光
度计的光度探测器直接测量来自被测LED路灯的光束，详见附录A.1；
6. 测量LED路灯光强分布的分布光度计应能实现合适的测量距离，并能使LED路灯在
测量中始终保持标准测量姿态，在光度取样测量中保持完全静止状态，若分布光度计使LED路灯在测量中处于运动状态，则应注意对LED路灯发光的监控和测量结果的修正，详见附录A.2；
7. 转镜式分布光度计的反射镜的光谱反射率曲线应平坦，或者光度探测器的V(λ)匹
配应包括反射镜的光谱反射率曲线的修正；
8. 分布光度计应具备丰富的软件功能，应至少提供以下数据和曲线：总光通量、区域
光通量、上（下）射光通量、效能、光强分布(曲线)、等光强曲线、等照度曲线、路面照度均匀度分析、亮度、眩光分析等功能，灯具数据输出格式符合CIE 102-1993 要求。
5.2.9 积分球（积分球光度计，积分球光谱辐射计）
积分球是用替代法快速测量LED路灯的光通量、光谱分布、颜色和显色性指数的设备。积分球与光度计结合称为积分光度计，积分球与光谱辐射计结合称为积分光谱辐射计，积分球应足够大，积分球内壁涂层反射率应具备良好的均匀性和光谱中性，且对温度和湿度变化不敏感，积分球内挡光物体应尽量减少。
积分球应满足CIE 84-1989要求，同CIE 84-1989一样，本推荐性技术规范推荐使用反射率约为80%的积分球，以使积分球具有更好的光谱性能和更好的稳定性。允许使用80%以上反射率的涂层，高反射率涂层积分球更有利于积分球尺寸相对较小，仪器灵敏度相对较低的系统提高测量精度。
为操作方便，推荐在积分球的侧面开取样口，取样口对准LED路灯发光口面，将被测量的LED路灯所发出的光束全部收集于积分球中。由于LED路灯往往有很大的挡光体（外壳），因此本推荐性技术规范不推荐在积分球内测量LED路灯。在积分球的侧面开取样口，可能会使LED路灯因不处于标准测量姿态而带来偏差，必须注意补偿由此引起的测量误差。
5.2.10 分布光谱辐射计
用光谱辐射计替代分布光度计中的光度探测器而组成的光度测量设备成为分布光谱辐射计，详见附录A.4。
分布光谱辐射计应满足5.2.7光谱辐射计和5.2.8分布光度计的要求（不包括光度探测器要求）。推荐光谱辐射计直接接收来自LED路灯的光束，同时要求光谱辐射计具有足够快的测量速度，且应具备同步采样功能，以实现光谱辐射强度测量与分布光谱辐射计的转动角度同步。
5. 2. 11 成像亮度计
成像亮度计采用二维光学接收元件（如CCD），一次取样可以实现所测平面内各点的亮度值的测量。
成像亮度计应具有足够高的线性，且成像亮度计的感光元件前必须配有V(λ)匹配光学元件以使感光元件（含全部光学系统）的光谱灵敏度曲线与V(λ)曲线吻合，且满足JJG211-2005规定的一级或以上精度等级。
用成像亮度计替代分布光度计中的光度探头，构成近场分布光度计，能全面、准确测量LED路灯的亮度特性、照度和光强分布特性，详见附录A。
近场分布光度计应满足5.2.8分布光度计的要求（不包括光度探测器要求）和上述成像亮度计的要求。推荐近场分布光度计中的成像亮度计直接接收来自LED的光束，同时分布成像亮度计中的成像亮度计应满足5.2.11的要求，且具备同步采样功能。
5.2.12 可控温恒温试验箱和光通量温度特性测量设备
可控温恒温试验箱可使被测LED路灯以规定姿态点燃于试验箱中，可控温度为-30℃到100℃，控温精度为±3℃，测温准确度为±1℃，可控温恒温试验箱内空间足够大且温度场均匀。试验箱内的温度测量点与LED路灯的光度中心水平，且距LED路灯0.5米以上，应保证温度测量探头不被直接照射。
光通量温度特性测量设备由可控温恒温试验箱和试验箱中的光通量的相对变化测量装置组成，且具有光通量相对变化和温度的记录功能。
6 测量方法
6.1 基本电性能和电流谐波测量
用电压、电流表测量直流供电的外置控制LED路灯。
用带有电压、电流、功率、功率因数、频率和输入电流谐波等测量功能的数字功率计（也称数字电参数表）测量LED路灯（外置控制LED路灯则一般加上基准外置控制器）的电压、电流、功率、功率因数、频率和输入电流谐波。
由于并接于电路的电压取样存在一定的旁路电流，串接于电路的电流取样存在一定的电压降，因此应用时要根据被测LED路灯的电压和电流的实际大小，来决定选取电流表内接
法或电流表外接法。当电流较大，或引线较长时，可用四线法作电压取样。
(a) (b) (c)
图2：电性能测量示意图。(a) 电流表内接法；(b) 电流表外接法；(c) 四线法电压取样。
6.2 电磁兼容试验
6.2.1 内置控制LED路灯和外置控制LED路灯（含指定的外置控制器）电源侧的无线电骚扰特性试验按GB 17743-1999的要求进行。
6.2.2 LED路灯电磁兼容抗扰度试验按GB/T 18595-2001的要求进行。
6.3 光通量和光效的测量方法
光通量测量包括照度分布积分法、光强积分法和积分球法，其中由于照度分布积分法的测量精度较高，可以作为总光通量的基准测量方法，当对光强积分法和积分球法测得的总光通量存在疑问时，以照度分布积分法的测量结果为准。
6.3.1 总光通量的基准测量方法
在测光暗室中，使用5.2.8规定的测量光通量的基准分布光度计测量LED路灯的光通量。 将被测LED路灯夹持在分布光度计上，以标准测量姿态点燃，使被测LED的光度中心处于分布光度计的旋转中心。
在足够多的发光平面上以足够小的角度间隔，测量以分布光度计的光度探测器到被测LED路灯发光中心之间的测量距离为半径的虚拟球面上的各点的照度。平面间角度间隔一般为5°，平面内的角度间隔一般为1°，当被测LED路灯尺寸较大或光束角较窄时，应采用更小的平面间隔和角度步距，以保证照度分布的取样完整性。
总光通量Φtot计算公式为：
4π2πΦtot=
(Stot)2EdS=r∫∫E(ε,η)dΩ=∫00∫π0r2E(ε,η)sinεdεdη (1)
式中， r为虚拟球面的半径，Stot为虚拟球面的总面积，(ε,η)为空间角，如图3所示。
图3：光通量的计算原理示意图
6.3.2 光强积分法测量光通量
在测光暗室中，使用5.2.8规定的分布光度计测量LED路灯的光强分布，并用数值积分的办法计算出LED路灯的总光通量、区域光通量和上（下）射光通量等。
将LED路灯夹持在分布光度计上，以标准测量姿态点燃，使被测LED路灯的光度中心
处于分布光度计的旋转中心，在足够多（10°或更小的间隔）的测量平面上以足够小的角度步距（一般为5°或更小）测量LED路灯在各个空间方向上的光强。用下式计算LED路灯的光通量：
总光通量计算公式为：
上射光通量计算公式为：
下射光通量计算公式为：
区域光通量计算公式为：
式中，Φtot=∫2π0∫2ππ0I(ε,η)sinεdεdη (2) (3) (4) Φup=∫2π0∫ππI(ε,η)sinεdεdηΦdown=∫0∫π0I(ε,η)sinεdεdηΦzone=∫η2η1∫εε21I(ε,η)sinεdεdη (5) Φtot， Φup，Φdown，Φzone分别为总光通量，上射光通量，下射光通量和区域光通量，(ε,η)为空间角。
6.3.3 积分球法测量光通量
使用5.2.9 规定的积分球，通过替代法快速测量LED路灯的光通量。使用同类型的标准LED路灯作为光通量标准灯校准积分球光度计。
(a) (b) (c）
图4：用积分球测量LED路灯的光通量的示意图
使用积分球测量光通量测量LED路灯的光通量包括以下三种方法：
1）积分法：在积分球探测窗口上设置光度探头，使用光度计测量光通量；
2）分光法：积分球探测窗口上连接光谱辐射计取样装置，使用光谱辐射计测量光通量；
3）分光-积分法：在积分球的探测窗口上同时设置光度探头和光谱辐射计的取样装置，光度计测量LED路灯的光通量，光谱辐射计测量LED路灯的平均光谱功率分布，根据测量结果计算光谱修正因子并用以修正光度计测得的值，光谱修正因子的计算公式为：
P(λ)V(λ)dλ∫P(λ)ss(λ)dλ∫ K1= （6） ×∫Pλsλdλ∫PλsVλdλt relt rel
式中，V(λ)为已知CIE标准光谱光效率函数，s(λ)rel为光度计的已知相对光谱灵敏度，P(λ)S为用于校准光度计的标准光源的已知相对光谱功率分布，P(λ)t为光谱辐射计所测得的待测光源的相对光谱功率分布。
注：中间视觉光通量测量方法在考虑之中。
6. 4 光强分布特性和光束角的测量
在测光暗室中，使用5.2.8所规定的分布光度计测量LED路灯的光强分布和光束角。
用激光或更有效的办法来安装和对准被测LED路灯的初始位置，使LED路灯的光度中心处于分布光度计的旋转中心。用分布光度计以不大于二十分之一半峰光束角的角度步距测量LED路灯在特定测量平面上的光强分布，根据光强分布曲线数据计算出半峰光束角。 根据LED路灯的光强分布特性，在规定的条件下可以计算出被测LED路灯在路面可以实现的路面照度水平和路面照度均匀度，路面照度均匀度计算可参见附录D。
6. 5 闪亮面积和平均亮度的测量
6.5.1 LED路灯闪亮面积和平均亮度的标准测量方法
使用近场分布光度计或成像亮度计在C0°和C180°半平面内76°方向上测量LED路灯的亮度和亮度分布。成像亮度计的感光面正对LED路灯，且成像亮度计的光轴经过LED路灯的光度中心。由LED路灯在该方向上的亮度分布情况直接计算出LED路灯的闪亮面积。使用加权平均的方法计算出LED路灯在该方向上的平均亮度。
6.5.2 LED路灯闪亮面积和平均亮度的简易测量方法
按附录B的方法测量LED路灯的闪亮面积，根据6.4的光强测量结果按下式计算被测LED路灯在C0°和C180°半平面内76°方向上的平均亮度。
L(0/180,76)avg
000000I(00/1800,760)= (7) Aflash(00/1800,760)000式中，L(0/180,76)avg为闪亮面积内的平均亮度，I(0/180,76)为LED路灯在
闪亮面积方向的光强，Aflash(0/180,76)为LED路灯的闪亮面积。
6. 6 颜色特性测量
6.6.1 LED路灯的色度特性的标准测量方法
在测光暗室中，用5.2.10所规定的分布光谱辐射计测量LED路灯色度特性。
将被测LED路灯夹持在分布光谱辐射计上，使LED路灯处于规定的点燃状态，LED路灯的发光中心处于分布光谱辐射计的旋转中心。
在足够多的发光平面上以足够小的角度间隔测量每一方向上LED路灯的相对光谱功率分布，并根据CIE色度学公式计算出空间每一方向的色度特性。LED路灯的总平均色度特性用数值积分加权平均的方法计算。平面间角度间隔一般为10°，平面内的角度间隔一般为5°，当被测LED路灯尺寸较大或光束角较窄时，应采用更小的平面间隔和角度步距。
根据测得的空间光谱功率分布计算出空间每一方向的色度特性，LED路灯的总平均色度特性用数值积分加权平均的方法计算。
LED路灯的色度参数包括：色品坐标、相关色温、显色指数、色容差等，其计算方法按照CIE 15.2推荐的方法。
6.6.2 积分球法测量LED路灯的平均颜色
用积分球和光谱辐射计通过替代法可较方便测量LED路灯的平均颜色特性，其测量方法与积分球法测量光通量类似，可采用如下步骤测量平均颜色：
用普通白炽灯或卤钨灯作为标准灯，对积分球光谱辐射计定标；然后再用同类型的LED路灯作为标准灯校准积分球光谱辐射计；测量LED路灯的光谱功率分布，计算被测LED路灯的平均颜色参数。
6.6.3 颜色不均匀度测量
000
按6.6.1测得LED路灯在空间各方向的色度特性，按平均颜色不均匀性和最大颜色不均匀性的定义计算两参数的量值。
6. 7 光通量温度特性曲线
光通量温度特性测量可用相对测量法，将被测LED路灯按其标准测量姿态点燃于可控温恒温试验箱中，LED路灯工作在额定电压/电流/功率或额定电压/电流/功率范围的最大值下。控制恒温箱的温度，使恒温箱温度从允许环境温度范围的最低温度开始上升，每隔5℃测量LED路灯的相对光通量变化，且测量时应保证LED路灯已经在该温度下稳定至少15分钟。光通量测量以25℃温度点为100%，仅记录光通量在不同温度下的相对变化值即可。如无特别规定，试验的最高温度达到LED路灯允许环境温度范围的最高环境温度即可。
6. 8 最高允许环境温度试验
以试验前LED路灯在25℃的总光通量为100%，将被测LED路灯按其标准测量姿态点燃于可控温恒温试验箱中，在LED路灯制造商标称的允许环境温度范围的最高环境温度下点燃100小时，测量100小时后被测LED路灯的相对光通量输出应优于70%。否则，选择新的样品，在每降低5℃温度条件后重复上述试验，直至满足条件为止，满足条件的温度为该LED路灯最高允许环境温度。
6. 9 寿命、发光维持特性试验
在规定条件下老炼LED路灯，当老炼时间达到1000小时、2000小时，直到6000小时或40%标称寿命（取两者的较小值），每隔1000小时测量其发光维持率。
在上述的老炼时间后测量LED路灯的总光通量和色度参数，并与LED路灯的初始值比较。为了测试简便，可用在规定距离下灯下点的照度替代光通量来计算光通维持率，颜色飘移可用CIE 1976坐标(u’, v’)的差值来表示。
如在上述测量时间点内LED路灯的寿命终止，则前一个时间点为LED路灯的寿命。 老炼并测量多个同类型LED路灯以得到LED路灯的平均寿命。
一般情况下，由于LED路灯可能具备很长寿命，依上述方法进行完整的寿命试验可能十分耗时，为此，可以使用附录D的方法来外推计算得到LED路灯的期望寿命。
附 录 A
(资料性附录)
分布光度计的基本类型与原理
A.1 测量LED路灯总光通量的基准分布光度计
光通量测量的基准分布光度计是以照度分布积分法来实现总光通量的测量的，其原理表达式为：
Φ=
(S)∫E⋅dS (8)
式中，E为包围被测LED产品的虚拟球表面的照度，S为虚拟球面积。多数发达国家的国家计量实验室用照度分布积分法建立总光通量国家基准：用国家光强基准灯把量值传递到分布光度计的光度探测器上，再用此光度探测器测量以被测标准灯为中心的虚拟球表面上的照度分布，并用数值积分的方法计算出被测标准灯总光通量。本方法可以达到很高的总光通量测量精度。
CIE 84-1989对照度分布积分法及其分布光度计的要求进行了明确的规定：被测光源和灯具无需严格位于虚拟球的中心，且对灯中心到光度探测器间的测量距离不作严格的要求，最小测量距离只要满足光度探测器绕被测LED路灯旋转的物理尺寸即可，但应注意在测量距离较近时，光度探测器应具有较好的余弦校正。详细内容可参见CIE 84-1989技术文件“5 calculation of luminous flux from the illuminance”。
本推荐性技术规范以此类分布光度计为LED路灯总光通量的基准测量方法，相应的分布光度计为基准分布光度计，建议国家级实验室和质检机构使用基准分布光度计实现LED路灯的总光通量测量。
CIE 84-1989推荐的测量总光通量的基准分布光度计原理示意图和典型结构示意图如图5所示。测量LED路灯总光通量的基准分布光度计应能使被测LED路灯按标准测量姿态燃点，并尽量使其光度中心接近于分布光度计的旋转中心，被测LED路灯在光度取样中保持静止状态；基准分布光度计的光度探测器应正面面对被测LED路灯，直接接收来自被测LED路灯的光束。
(a) (b)
图5：CIE 84推荐的测量光通量的基准分布光度计原理(a)和结构(b)示意图
测量总光通量的基准分布光度计还能够以很高的精度实现小尺寸光源或灯具的光强分布测量；然而由于该基准分布光度计不可能实现测量大尺寸光源或灯具光强分布所要求的测量距离（见A.2），因此大尺寸光源或灯具的光强分布测量应采用A.2条中所述的其它类型的分布光度计来实现。
A.2 测量LED路灯光强分布特性的分布光度计
分布光度计的光强测量一般通过距离平方反比公式计算得到：
式中，I(θ,ϕ)为(θ,ϕ)方向上光源或灯具的发光强度，单位：cd；d为测量距离，单位为m；(θ,ϕ)为空间角度。
上式成立的条件是测量距离足够大，能把被测灯具近似地看作点光源。满足这一要求的LED路灯光强分布的测量距离应不小于发光口面最大尺寸的10倍，通常在10米—20米之间。测量距离并非越长越好，需要综合考虑光度计的探测能力，光度计在最大光强处的读数应至少具有四位有效数字。
对于LED路灯的光强分布测量现有以下的几种分布光度计可供选择，它们主要的性能如下：
A.2.1 灯具旋转式分布光度计
灯具旋转式分布光度计使被测光源绕其水平轴和垂直轴旋转而保持光度探测器静止，如图6所示为典型的灯具旋转式分布光度计。
I(θ,ϕ)=d2⋅E(θ,ϕ) (9)
(a) (b)
图6：典型灯具旋转式分布光度计原理(a)和转台结构(b)示意图
该系统的优点在于系统本身结构简单，自身稳定性高且造价不高。
但在该系统中，被测光源在测量中始终处于运动状态，尤其是绕水平轴翻转，容易造成热平衡的打破，使LED路灯的发光不稳定，从而影响总体测量精度。因此使用该类分布光度计，应特别注意对被测LED路灯测量结果的修正。
然而，如被测LED路灯对温度不敏感，则该类分布光度计可以实现对LED路灯的光强和光通量的精确测量。
A.2.2 双镜式分布光度计
双镜式分布光度计中的被测LED路灯处于旋转中心，仅绕其垂直轴旋转，旋转反光镜绕被测LED路灯旋转，将LED路灯在某一方向上测量光束反射到远处的第二反光镜上，并通过第二反光镜反射到探测器中。
图7：双镜分布光度计示意图
双镜式分布光度计中，被测LED路灯在光度取样测量中保持静止的规定燃点姿态，发光稳定性高。
该系统的优点在于被测LED路灯和分布光度计系统均稳定，而且系统占用的空间较小。但该系统由于采用了两面反射镜，系统对反射镜的质量提出了更高要求。
A.2.3 圆周运动反光镜式分布光度计
圆周运动反光镜式分布光度计中的被测LED路灯处于旋转中心，仅绕其自身垂直轴旋转。反光镜绕被测LED路灯旋转，将在某一方向上测量光束发射到与旋转反光镜同步旋转的探测器中。
图8：圆周运动反光镜式光度计示意图
该系统中的被测LED路灯按标准测量姿态点燃，在光度取样测量中保持完全静止状态。 该系统的优点是被测光源的发光稳定性高，但该系统相对于双镜分布光度计的缺点是占用的空间较大。
该系统的简易设计是将带长消光筒的同步旋转探测器改为固定的探测器（探测器和其前端遮光筒均固定不动），这样的简易安排导致的后果是探测器开口较大，而容易引入较多的杂散光和信号光束不能垂直入射到探测器上，因此而造成测量精度下降。
A.2.3中心旋转反光镜式分布光度计
中心旋转反光镜式分布光度计也是一款比较常用的转镜式分布光度计，系统中的反光镜绕水平主轴旋转，而由灯臂夹持的被测光源绕反光镜转动，同时灯臂向相反方向绕辅助轴同步旋转，以保持被测光源的燃点姿态不变，被测光源绕自身垂直轴转动。测量中反光镜将被测光源的光束反射到与主轴同轴的光度探测器上。
图9：中心旋转反光镜式分布光度计示意图
在该系统中，被测LED路灯能始终保持标准测量姿态。
然而由于LED路灯需在较大空间范围内运动，被测LED路灯的发光稳定性不及前两种分布光度计系统：由运动产生的气流使LED路灯表面温度发生变化；在暗室中存在的房间上下部温差会导致LED路灯始终处于一个交变的环境温度。
另外该系统要实现被测LED路灯向上夹持的燃点姿态，转台部分需要占用更高的转动空间。
A.3近场分布光度计
为节约空间，国际上新近对近场分布光度计十分关注，近场分布光度计由分布光度计和成像亮度计组成，成像亮度计替代分布光度计中的光度探测器，如图10所示。成像亮度计采用二维光学接收元件（如CCD），一次取样可以实现所测平面内各点的亮度值的测量。近场分布光度计中的成像亮度计面对被测LED路灯，直接接收LED路灯的光线束。
图10：典型近场分布光度计示意图
由被测光源发出的每条几何光线都具有可测量的与距离无关的亮度值，这是近场分布光度计发展的基本原理，因此，通过测量被测LED路灯在空间各个方向的亮度值，可以通过光线追踪的方法准确地得到LED路灯的每一个平面的照度分布和空间光强分布等重要参数，而且与测量距离，方向或LED路灯表面的曲率半径无关。
同时对于LED路灯而言，亮度和可能造成的眩光是极为重要的指标，但由于其发光区域内亮度分布很不均匀，反射面形状复杂，给其亮度和眩光评价带来了很大困难。附录B所述的简易方法测量的LED路灯的“闪亮面积”，只能通过平均方法大概计算出的LED路灯在该面积内的平均亮度，并不能保证测量精度，反映LED路灯的实际情况。使用近场分布光度计能够直观、精确地测量出LED路灯在各个视角下发光口面的亮度分布，以全面、准确、直观地评估LED路灯的亮度性能和可能造成的眩光。
A.4 分布光谱辐射计
受其发光机制的影响，白光LED具有较为明显的空间光色不均匀性，即在不同的视角上表现出不同的颜色特征，影响照明效果，因此空间颜色均匀性测量对于LED路灯十分重要。然而由于传统的分布光度计仅能测量光度空间分布，而积分球光谱辐射计也仅能测量平均颜色特性，它们已经不能满足LED路灯的测量要求。
分布光谱辐射计由分布光度计和高精度快速光谱辐射计组成，使用高精度快速光谱辐射计替代分布光度计中的光度探测器，能够满足LED路灯颜色分布特性测量的要求，图11为典型的分布光谱辐射计示意图。被测LED路灯位于分布光谱辐射计的旋转中心，LED路灯仅绕其自身垂直轴旋转以切换测量平面，在取样测量中保持完全静止状态。分布光谱辐射计中的光谱辐射计在各个方向上直接接收来自被测LED路灯的光束。
图11：典型分布光谱辐射计示意图
随着科技的进步，仪器科学的发展以及对LED测量要求的不断提高，很可能会出现其它类型的性能更为优越的分布光度计系统。因此本部分内容仅供参考。
附 录 B
（规范性附录）
路面照度均匀度的测量与计算
LED路灯的发光均匀度可以用按一定方式安装LED路灯后的道路路面照度均匀度来表征。根据6.4条LED路灯光强分布的测量结果，通过软件计算路面照度均匀度。
路面照度均匀度与LED路灯的安装高度、安装间距、悬挑长度、安装仰角和布灯方式都有关系，因此给出的路面照度均匀度必须注明上述前提条件。如不注明上述条件，则推荐用以下述条件计算路面照度均匀度：
距高比（安装间距/安装高度）为3:1，路灯单排安装在道路中间，路面宽度与安装高度相等，安装仰角为0°，并选取安装高度H为8米，如图12(a)所示。
计算路面照度均匀度时，将道路纵向方向上两相邻的LED路灯间的一段道路面积划分成若干个小区域，计算每一个小区域内的路面平均照度。在推荐计算条件下，将相邻LED路灯之间宽8米、长24米的路面划分成1m×1.2m的160个小区域，其每一块小区域的平均照度为一个点，如图12(b)，利用下式计算路面照度均匀度：
U=Emin (10) Eave
式中，U为路面照度均匀度，Emin为所有小区域的最小平均照度值，Eave为总平均照度。
(a) (b)
图12：路面照度均匀度计算推荐的布灯方式和小区域划分示意图
附 录 C
（规范性附录）
闪亮面积的简易测量方法
LED路灯发光区域内亮度分布很不均匀，反射面形状复杂，要确定其“闪亮面积”不是件容易的事。一种简易的测量方法如下：
将一个大于灯具发光部分尺寸的四边可以滑动的矩形封闭框置于灯前（尽量靠近灯具），首先读取毫无遮挡时灯具的在C=0°，γ=76°方向的读数，然后分别将矩形框的每一边慢慢地向闪亮的发光区移动，直到每次得到的新读数为本次移动前读数的0.98时为止。此时矩形框的剩余面积即“闪亮面积”。
附 录 D
(规范性附录)
LED路灯的期望寿命测量方法
在本推荐性技术规范规定条件下老炼LED路灯，并在规定的测温点监测LED路灯的外壳温升。每隔100~300小时记录一定距离下LED路灯灯下点的照度，直至测量到6000小时。如到6000小时仍未达到LED路灯寿命，则可用灯下点照度下降的规律外推出LED路灯的寿命，即期望寿命。
在期望寿命测量和外推计算中，以LED路灯在1000小时的发光特性为初始值，外推出的LED路灯光通量下降到初始值的70%的时间为期望寿命。
注：LED光通量随时间变化的函数匹配曲线公式或算法正在研究中，待定。