專利名稱：積分球光源輻射非均勻性定標(biāo)方法和定標(biāo)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種定標(biāo)方法和定標(biāo)系統(tǒng)，特別是涉及一種積分球光源輻射非均勻性定標(biāo)方法和定標(biāo)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
積分球光源是計(jì)量校準(zhǔn)中最常用的輻射標(biāo)準(zhǔn)之一，廣泛應(yīng)用于計(jì)量校準(zhǔn)亮度計(jì)、輻射度計(jì)、成像器件、相機(jī)以及平板顯示器件等。輻射非均勻性是積分球光源重要的指標(biāo)，與積分球的反射涂層、光源的分布、開口位置等眾多因素有關(guān)。傳統(tǒng)積分球光源輻射非均勻性定標(biāo)方法常采用光電探測(cè)器“平面弓形”掃描法，即把單元探測(cè)器置于精密二維移動(dòng)的位
移臺(tái)上，計(jì)算機(jī)控制精密位移臺(tái)在積分球出光孔處進(jìn)行二維平面掃描，每掃描到一個(gè)位置，記錄探測(cè)器的輸出信號(hào)。把積分球出光孔掃描一遍后，將得到出光孔處各個(gè)位置的輸出光信號(hào)，把每個(gè)位置的信號(hào)帶入下式(I)，即可求得積分球的輻射非均勻性。U = lxJ—^~y(V -V)2 X100% ........................................ (I)
V vM-itr式中:υ——積分球輻射非均勻性；Μ——位移臺(tái)掃描位置數(shù)f_所有位置探
測(cè)器輸出電壓信號(hào)的平均值A(chǔ)——第i個(gè)位置探測(cè)器輸出電壓信號(hào)。積分球光源輻射非均勻性定標(biāo)方法常采用光電探測(cè)器“平面弓形”掃描法，掃描區(qū)域是正方形。這種定標(biāo)方法存在以下缺點(diǎn)一、掃描過程中沒有考慮到積分球光源自身的漂移對(duì)定標(biāo)結(jié)果的影響。二、“弓形”掃描區(qū)域是一個(gè)正方形，而積分球輻射孔基本為圓形，掃描區(qū)域無法正好覆蓋整個(gè)輻射區(qū)域。三、掃描在一個(gè)平面上進(jìn)行，而不是在球面上進(jìn)行，不能反映積分球光源球面上的輻射非均勻性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種積分球光源輻射非均勻性定標(biāo)方法和定標(biāo)系統(tǒng)，其在計(jì)算中扣除漂移對(duì)定標(biāo)結(jié)果的影響，能正好覆蓋積分球輻射區(qū)域。本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的一種積分球光源輻射非均勻性定標(biāo)系統(tǒng)，其特征在于，其包括掃描探測(cè)器、監(jiān)測(cè)探測(cè)器、多維精密位移臺(tái)、第一數(shù)字多用表、第二數(shù)字多用表、控制器，掃描探測(cè)器固定在多維精密位移臺(tái)上，用于探測(cè)被標(biāo)定積分球輻射不同位置處的光輻射強(qiáng)弱；監(jiān)測(cè)探測(cè)器位于被標(biāo)定積分球的一個(gè)監(jiān)測(cè)孔處，用于監(jiān)測(cè)被標(biāo)定積分球光輻射的自身漂移；多維精密位移臺(tái)與控制器相連，在控制器的控制下實(shí)現(xiàn)在被標(biāo)定積分球的輻射孔上的球面圓形掃描；第一數(shù)字多用表與掃描探測(cè)器相連，用于接收掃描探測(cè)器的第一輸出信號(hào)，并將第一輸出信號(hào)發(fā)送到控制器；第二數(shù)字多用表與監(jiān)測(cè)探測(cè)器相連，用于接收監(jiān)測(cè)探測(cè)器的第二輸出信號(hào)，并將第二輸出信號(hào)發(fā)送到控制器；控制器與第一數(shù)字多用表、第二數(shù)字多用表相連，分別獲得的掃描信號(hào)和監(jiān)測(cè)信號(hào)，并計(jì)算被標(biāo)定積分球光的輻射非均勻性，顯示定標(biāo)結(jié)果。優(yōu)選地，所述多維精密位移臺(tái)包括角度旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、X軸位移機(jī)構(gòu)、Y軸位移機(jī)構(gòu)、Z軸位移機(jī)構(gòu)。本發(fā)明還提供一種積分球光源輻射非均勻性定標(biāo)方法，其特征在于，該方法包括以下步驟SI、將掃描探測(cè)器、監(jiān)測(cè)探測(cè)器、多維精密位移臺(tái)、第一數(shù)字多用表、第二數(shù)字多用表、控制器連接，通電進(jìn)行預(yù)熱；S2、控制器將掃描探測(cè)器移動(dòng)到多維精密位移臺(tái)的角度旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的中心，并通多維精密位移臺(tái)的X軸位移機(jī)構(gòu)、Y軸位移機(jī)構(gòu)、Z軸位移機(jī)構(gòu)將掃描探測(cè)器移動(dòng)到被標(biāo)積分球的輻射孔中心球面處；S3、控制器控制多維精密位移臺(tái)，按設(shè)定的半徑步進(jìn)Ar和角度步進(jìn)Λ Θ在被標(biāo)
定積分球的輻射孔的球面上進(jìn)行掃描，每掃描到一個(gè)位置，控制器從第一數(shù)字多用表讀取掃描探測(cè)器的第一輸出信號(hào)，記為Vfr, ，同時(shí)控制器從第二數(shù)字多用表讀取監(jiān)測(cè)探測(cè)器的第二輸出信號(hào)，記為vs, i ；S4、計(jì)算出監(jiān)測(cè)探測(cè)器在不同掃描位置處輸出信號(hào)的平均值匕，計(jì)算公式如下式Vs =^τΣ^ν
丄 N式中N為掃描點(diǎn)數(shù)；則每個(gè)掃描點(diǎn)的輻射漂移V。,i為如下式Vatl=V^l-Vi扣除輻射漂移后，被標(biāo)定積分球在每個(gè)掃描點(diǎn)的實(shí)際輸出信號(hào)V'(r, 為如下式V' (r, θ , i) = V(r, θ , i)_V。，i被標(biāo)定積分球在每個(gè)掃描點(diǎn)的實(shí)際輸出信號(hào)平均值G為如下式
- I N^)=—Σ^,Ο則被標(biāo)定積分球輻射非均勻性標(biāo)定結(jié)果Ur為如下式Ur =^x -L-i(Ka, -O2 -100%S5、結(jié)果顯示給出積分球輻射非均勻性標(biāo)定結(jié)果UK，并顯示扣除漂移影響后的2D和3D非均勻性圖像。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于一、本發(fā)明增加了一個(gè)監(jiān)測(cè)探測(cè)器，在掃描過程中監(jiān)測(cè)被標(biāo)定積分球的自身漂移，并在計(jì)算中扣除漂移對(duì)定標(biāo)結(jié)果的影響。二、本發(fā)明掃描路徑為圓形，而不是正方形，能正好覆蓋積分球輻射區(qū)域。三、本發(fā)明掃描在積分球球面上進(jìn)行，而不是在平面(或切面)上進(jìn)行，更能反映積分球的輻射面非均勻性。四、本發(fā)明用2D和3D圖形化顯不，標(biāo)定結(jié)果更加直觀。


圖I為本發(fā)明積分球光源輻射非均勻性定標(biāo)系統(tǒng)的原理框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。如圖I所示，本發(fā)明積分球光源輻射非均勻性定標(biāo)系統(tǒng)包括掃描探測(cè)器I、監(jiān)測(cè)探測(cè)器2、多維精密位移臺(tái)3、第一數(shù)字多用表4、第二數(shù)字多用表5、控制器6，多維精密位移臺(tái)包括角度旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、X軸位移機(jī)構(gòu)、Y軸位移機(jī)構(gòu)、Z軸位移機(jī)構(gòu)，即多維精密位移臺(tái)不但具有X軸、y軸、z軸的位移調(diào)節(jié)功能，而且具有角度旋轉(zhuǎn)功能。第一數(shù)字多用表4為34401型數(shù)字多用表，掃描探測(cè)器、監(jiān)測(cè)探測(cè)器為si-100型探測(cè)器。掃描探測(cè)器的掃描路徑為球面圓形路徑。掃描探測(cè)器I固定在多維精密位移臺(tái)3上，在掃描過程中，用于探測(cè)被標(biāo)定積分球7輻射控不同位置處的光輻射強(qiáng)弱；監(jiān)測(cè)探測(cè)器2位于被標(biāo)定積分球7的一個(gè)監(jiān)測(cè)孔72處，用于監(jiān)測(cè)被標(biāo)定積分球光輻射的自身漂移；多維精密位移臺(tái)3與控制器6相連，具體可
通過RS232線纜與控制器6相連，在控制器6的控制下，實(shí)現(xiàn)掃描探測(cè)器I在被標(biāo)定積分球的一個(gè)輻射孔71上的球面圓形掃描；第一數(shù)字多用表4與掃描探測(cè)器I相連，具體可通過BNC線纜與掃描探測(cè)器I相連，用于接收掃描探測(cè)器I的第一輸出信號(hào)(掃描信號(hào))，并通過GPIB線纜將第一輸出信號(hào)發(fā)送到控制器6 ;第二數(shù)字多用表5與監(jiān)測(cè)探測(cè)器2相連，具體可通過BNC線纜與監(jiān)測(cè)探測(cè)器2相連，用于接收監(jiān)測(cè)探測(cè)器2的第二輸出信號(hào)(監(jiān)測(cè)信號(hào))，并通過GPIB線纜將第二輸出信號(hào)發(fā)送到控制器6 ;控制器6與第一數(shù)字多用表4、第二數(shù)字多用表5相連，具體可通過GPIB線纜與第一數(shù)字多用表4、第二數(shù)字多用表5相連，分別從它們獲取掃描信號(hào)和監(jiān)測(cè)信號(hào)，通過RS232線纜同多維精密位移臺(tái)3相連，通過發(fā)送控制命令，實(shí)現(xiàn)“球面圓形”掃描，根據(jù)采集數(shù)據(jù)，計(jì)算被標(biāo)定積分球光的輻射非均勻性，并顯示定標(biāo)結(jié)果。本發(fā)明積分球光源輻射非均勻性定標(biāo)方法包括以下步驟SI、將掃描探測(cè)器I、監(jiān)測(cè)探測(cè)器2、多維精密位移臺(tái)3、第一數(shù)字多用表4、第二數(shù)字多用表5、控制器6連接，通電進(jìn)行預(yù)熱，比如通電后預(yù)熱三十分鐘以上；S2、控制器6通過RS232線纜將掃描探測(cè)器I移動(dòng)到多維精密位移臺(tái)3的角度旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的中心，并通多維精密位移臺(tái)的X軸位移機(jī)構(gòu)、Y軸位移機(jī)構(gòu)、Z軸位移機(jī)構(gòu)將掃描探測(cè)器I移動(dòng)到被標(biāo)積分球的輻射孔中心球面處；S3、控制器6通過RS232線纜控制多維精密位移臺(tái)3，按設(shè)定的半徑步進(jìn)Λ r和角度步進(jìn)△ Θ在被標(biāo)定積分球的輻射孔的球面上進(jìn)行掃描，每掃描到一個(gè)位置，控制器6通過GPIB線纜從第一數(shù)字多用表4讀取掃描探測(cè)器I的第一輸出信號(hào)，記為Vfr, Li),同時(shí)控制器6通過GPIB線纜從第二數(shù)字多用表5讀取監(jiān)測(cè)探測(cè)器2的第二輸出信號(hào)，記為Vs, it)S4、計(jì)算出監(jiān)測(cè)探測(cè)器2在不同掃描位置處輸出信號(hào)的平均值，計(jì)算公式如下
式⑵
權(quán)利要求
1.一種積分球光源福射非均勻性定標(biāo)方法和定標(biāo)系統(tǒng)，其特征在于，其包括掃描探測(cè)器、監(jiān)測(cè)探測(cè)器、多維精密位移臺(tái)、第一數(shù)字多用表、第二數(shù)字多用表、控制器，掃描探測(cè)器固定在多維精密位移臺(tái)上，用于探測(cè)被標(biāo)定積分球輻射不同位置處的光輻射強(qiáng)弱；監(jiān)測(cè)探測(cè)器位于被標(biāo)定積分球的ー個(gè)監(jiān)測(cè)孔處，用于監(jiān)測(cè)被標(biāo)定積分球光輻射的自身漂移；多維精密位移臺(tái)與控制器相連，在控制器的控制下實(shí)現(xiàn)在被標(biāo)定積分球的輻射孔上的球面圓形掃描；第一數(shù)字多用表與掃描探測(cè)器相連，用于接收掃描探測(cè)器的第一輸出信號(hào)，并將第一輸出信號(hào)發(fā)送到控制器；第二數(shù)字多用表與監(jiān)測(cè)探測(cè)器相連，用于接收監(jiān)測(cè)探測(cè)器的第二輸出信號(hào)，并將第二輸出信號(hào)發(fā)送到控制器；控制器與第一數(shù)字多用表、第二數(shù)字多用表相連，分別獲得的掃描信號(hào)和監(jiān)測(cè)信號(hào)，并計(jì)算被標(biāo)定積分球光的輻射非均勻性，顯示定標(biāo)結(jié)果O
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的積分球光源輻射非均勻性定標(biāo)系統(tǒng)，其特征在于，所述多維精密位移臺(tái)包括角度旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、X軸位移機(jī)構(gòu)、Y軸位移機(jī)構(gòu)、Z軸位移機(jī)構(gòu)。
3.一種積分球光源輻射非均勻性定標(biāo)方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 · 51、將掃描探測(cè)器、監(jiān)測(cè)探測(cè)器、多維精密位移臺(tái)、第一數(shù)字多用表、第二數(shù)字多用表、控制器連接，通電進(jìn)行預(yù)熱； · 52、控制器將掃描探測(cè)器移動(dòng)到多維精密位移臺(tái)的角度旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的中心，并通多維精密位移臺(tái)的X軸位移機(jī)構(gòu)、Y軸位移機(jī)構(gòu)、Z軸位移機(jī)構(gòu)將掃描探測(cè)器移動(dòng)到被標(biāo)積分球的輻射孔中心球面處； · 53、控制器控制多維精密位移臺(tái)，按設(shè)定的半徑步進(jìn)Ar和角度步進(jìn)△Θ在被標(biāo)定積分球的輻射孔的球面上進(jìn)行掃描，每掃描到ー個(gè)位置，控制器從第一數(shù)字多用表讀取掃描探測(cè)器的第一輸出信號(hào)，記為Vfr, e,が同時(shí)控制器從第二數(shù)字多用表讀取監(jiān)測(cè)探測(cè)器的第ニ輸出信號(hào)，記為vs, i ； ·54、計(jì)算出監(jiān)測(cè)探測(cè)器在不同掃描位置處輸出信號(hào)的平均值^^.，計(jì)算公式如下式
全文摘要
本發(fā)明公開了一種積分球光源輻射非均勻性定標(biāo)方法和定標(biāo)系統(tǒng)，系統(tǒng)由掃描探測(cè)器、監(jiān)測(cè)探測(cè)器、多維精密位移臺(tái)、第一數(shù)字多用表、第二數(shù)字多用表、控制器組成。掃描探測(cè)器固定在多維精密位移臺(tái)上，用于探測(cè)被標(biāo)定積分球輻射不同位置處的光輻射強(qiáng)弱；監(jiān)測(cè)探測(cè)器位于被標(biāo)定積分球的一個(gè)監(jiān)測(cè)孔處，用于監(jiān)測(cè)被標(biāo)定積分球光輻射的自身漂移；多維精密位移臺(tái)與控制器相連，在控制器的控制下實(shí)現(xiàn)在被標(biāo)定積分球的輻射孔上的球面圓形掃描；第一數(shù)字多用表與掃描探測(cè)器相連，測(cè)量掃描信號(hào)；第二數(shù)字多用表與監(jiān)測(cè)探測(cè)器相連，測(cè)量輻射漂移；控制器與第一數(shù)字多用表、第二數(shù)字多用表相連，分別獲得的掃描信號(hào)和監(jiān)測(cè)信號(hào)，并計(jì)算被標(biāo)定積分球光的輻射非均勻性，顯示定標(biāo)結(jié)果。本發(fā)明在計(jì)算輻射非均勻性中扣除漂移對(duì)定標(biāo)結(jié)果的影響，且掃描軌跡為球面圓形，能正好覆蓋積分球輻射區(qū)域。
文檔編號(hào)G01M11/02GK102853997SQ201210293218
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月17日
發(fā)明者王恒飛, 陳坤峰, 劉紅元, 應(yīng)承平, 史學(xué)舜, 吳斌 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所