一． 測試標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證
 
1、 ANSI C78.377標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定
“能源之星”的色溫分類沿用了熒光燈色溫的分類技術(shù)，只是將定義熒光燈色溫的6個(gè)色溫等級：2700K，3000K，3500K，4000K，5000K和6500K的橢圓改成8個(gè)規(guī)定的四邊形，它們的位置處于相當(dāng)于 MacAdam 橢圓或超出一些的地方?，F(xiàn)在規(guī)定四角區(qū)域內(nèi)屬于同一色溫等級。如圖1所示：

圖1  1931色品圖中顯示的8個(gè)CCT的四邊形
八個(gè)分級規(guī)定的色坐標(biāo)入下表2所示：
 
表2 ：定義 SSL 產(chǎn)品色溫的 8 個(gè)四邊形的四角的坐標(biāo)值
 
2、  IES LM-79-08標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定
IES LM-79-08《批準(zhǔn)的固態(tài)照明產(chǎn)品電氣和光度測量方法》于 2008 年首次發(fā)布，該標(biāo)準(zhǔn)給出了測量固態(tài)照明產(chǎn)品（SSL：solid-state lighting products）的方法的指南。
燈具和光源光度測量標(biāo)準(zhǔn)給出的方法是光源或燈具分別測量。目前 SSL產(chǎn)品的型式可能是燈具或光源，但燈具中的 LED 光源并不像傳統(tǒng)光源那樣可以與燈具分開并容易替換，現(xiàn)存的這些標(biāo)準(zhǔn)不能直接用于 SSL 產(chǎn)品，SSL 產(chǎn)品需要用絕對光度計(jì)，而不是用相對法測量 。
SSL 產(chǎn)品需要的典型光度信息是總光通量（lm） 、發(fā)光效能（lm/W） 、一個(gè)或多個(gè)方向的光強(qiáng)（cd）、色品坐標(biāo)、相對色溫以及顯色指數(shù)。本標(biāo)準(zhǔn)均通過光度測量確定這些參數(shù)。 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行總光通量、電功率、光強(qiáng)分布、色品的可重現(xiàn)性測量的程序和要遵守的預(yù)防措施。
（1）適用范圍
適用于基于 LED的帶電子控制裝置和熱沉的 SSL 產(chǎn)品，僅用交流或直流驅(qū)動。 覆蓋的產(chǎn)品形式是燈具（含有光源的器具） ，以及一體化 LED燈。
該標(biāo)準(zhǔn)不適用于要求有外部驅(qū)動電路或外部熱沉（如 LED 芯片、LED 插件或 LED 組件）的 SSL 產(chǎn)品。本標(biāo)準(zhǔn)不適用于為 SSL 產(chǎn)品設(shè)計(jì)但不含有光源的器具，也不適用于確定要考慮個(gè)體間差異的產(chǎn)品性能。
（2）測試環(huán)境要求
環(huán)境溫度：25℃±1℃（在距SSL產(chǎn)品1米內(nèi)，且與SSL產(chǎn)品同一高度測量）空氣流動：只能有不影響電氣和光度數(shù)據(jù)的空氣流動
電源要求：交流電源波形應(yīng)工作在諧波分量總和不超過3%基波的規(guī)定頻率（如：50Hz/60Hz）的正弦交流電壓下；電壓穩(wěn)定要求交流或直流電源在有負(fù)載的情況下都應(yīng)穩(wěn)定在0.2%以內(nèi)。
產(chǎn)品穩(wěn)定：穩(wěn)定時(shí)間一般定為30min（小的LED一體燈）至2小時(shí)以上（大的SSL燈具）；穩(wěn)定條件為30分鐘（或以上）每15分鐘測試，光輸出波動小于0.5%。
工作方位（安裝位置）：被測樣品測試及穩(wěn)定時(shí)的安裝方向應(yīng)與實(shí)際使用的方向一致。
電路要求：應(yīng)布置電參數(shù)表監(jiān)控被測樣品的輸入電壓、輸入電流，交流電壓下校準(zhǔn)不確定度不大于0.2%（直流電壓條件
下不大于0.1%），交流功率表的校準(zhǔn)不確定度不大于0.5%。
 
3、 IES LM－80標(biāo)準(zhǔn)
該標(biāo)準(zhǔn)于2008年10月北美照明學(xué)會正式公布(IESNA Approved Method for Lumen Maintenance Testing of LED LightSources)，是繼 LM-79-08(固態(tài)照明產(chǎn)品的電氣和光度測量)之后公布的第二個(gè)對 SSL 產(chǎn)品的測試標(biāo)準(zhǔn)。目的是為測量LED光源光通量維持建立一套規(guī)定的方法，從而規(guī)范業(yè)內(nèi)的認(rèn)識和做法,是統(tǒng)一 LED 產(chǎn)品質(zhì)量的檢測方法的又一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。
適用于測量 LED 封裝、陣列和模組光通量的維持。被測器件工作在有外部輔助設(shè)備供電的可控條件下，從而得到能用于比較的最好的數(shù)據(jù)。
能源之星 SSL 產(chǎn)品認(rèn)證對 L70（到 70%流明維持的時(shí)間 ） 的要求是，聲稱 25000h 壽命 LED 的 L70，6000h 樣品的平均流明輸出≥91.8%初始值；聲稱 35000h 壽命 LED 的 L70，6000 小時(shí)時(shí)樣品的平均流明輸出≥94.1%初始值。
（1）環(huán)境和物理?xiàng)l件
LED 光源要在相對干凈的環(huán)境中儲存和試驗(yàn)，光源干凈而且沒有手印，上面有制造商的操作說明。為容易區(qū)分，試樣上要有牢固的標(biāo)志。
試驗(yàn)的環(huán)境不能有過分的震動和沖擊。
減小空氣對流以符合光源的啟動和工作。
LED 光源的工作方向要按照制造商的規(guī)定，相互間不受影響。
（2）溫度和濕度
1）試驗(yàn)溫度：
光度測量之間 LED 要工作在三個(gè)基座溫度 Ts中的最小溫度值，使用相同的驅(qū)動電流。三個(gè)基座溫度 Ts 應(yīng)是 55ºC和85ºC，還有一個(gè)由制造商選擇的溫度。由制造商選擇的基座溫度和驅(qū)動電流應(yīng)代表對顧客應(yīng)用場所的預(yù)期，并應(yīng)在推薦的工作溫度范圍內(nèi)。在壽命試驗(yàn)中基座溫度應(yīng)控制到-2ºC，在試驗(yàn)中周圍環(huán)境空氣溫度應(yīng)保持在基座溫度-5ºC。
2）試驗(yàn)環(huán)境相對濕度：整個(gè)壽命試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)小于 65%。
（3）電氣和熱條件
1）電壓
輸入的電壓(rms)和頻率要符合驅(qū)動器的要求，如用直流的話，紋波電壓不超過直流輸出電壓的 2%。
輸入電源的電壓波形中的總諧波含量小于基波的 3%。
2）電流
在壽命試驗(yàn)中要監(jiān)測電流,穩(wěn)定在額定 rms 值的±3%；
在測量光度性能時(shí),  要穩(wěn)定在額定 rms 值的±0.5%；
試驗(yàn) LED 的電流要符合制造商推薦的并與實(shí)際工作的一致。
3）輔助設(shè)備
外部設(shè)備符合制造商規(guī)定。
4）基座溫度
基座溫度是指用熱電偶在制造商規(guī)定的 LED 光源封裝的點(diǎn)上測得的溫度。熱電偶測量系統(tǒng)應(yīng)符合 ASTM E230的相關(guān)要求。
在壽命測量中一直要監(jiān)測基座溫度 Ts。測量點(diǎn)(熱電偶接觸點(diǎn))位于制造商規(guī)定的地方。
（4）試驗(yàn)測量過程
試驗(yàn)的由壽命試驗(yàn)和光度（包括色度）試驗(yàn)構(gòu)成。
壽命試驗(yàn)時(shí)應(yīng)精確記錄每次 LED 工作的時(shí)間，一旦被測 LED 損壞就停止記時(shí)。記時(shí)器的不確定度在±0.5%.
在制造商規(guī)定的驅(qū)動電流下做試驗(yàn)。
推薦用光譜輻射度計(jì)測量光度和色度參數(shù)。
要在檢測報(bào)告中提供整個(gè)試驗(yàn)過程中的環(huán)境溫度情況，測量 LED 的流明和顏色時(shí)應(yīng)將
它先冷卻到室溫，然后在環(huán)境溫度為 25±2ºC條件下進(jìn)行。
（5）對 LED 光源流明維持的試驗(yàn)方法
在指定的環(huán)境溫度下，至少工作 6000 小時(shí)，至少每 1000 小時(shí)采集一次數(shù)據(jù)。
為得到預(yù)測模型的試驗(yàn)建議工作 10000 小時(shí)。
LED 不像它光源，所以不需要含有滅燈的試驗(yàn)循環(huán)，在 100%額定值下即可。
在做流明維持的每個(gè)間隔過程中最好同時(shí)測量顏色的變化。
 
二． 光度學(xué)色度學(xué)原理
 
1. 輻射量和光學(xué)量及其單位
輻射量：純粹的描述電磁輻射的物理量；
光學(xué)量：用視覺感受來度量可見光。
 
（1） 輻射量
輻射能（Qe）：反射、傳輸、接收的能量，單位焦耳（J）。
輻通量（￠e）：單位時(shí)間內(nèi)的輻射能，單位瓦特（W）。
輻出度（Me）：輻射源單位發(fā)射面積發(fā)出的輻通量（W/㎡）。
福照度（Ee）：輻射照射面單位受照面積上接收的輻通量（W/㎡）。
輻強(qiáng)度（Ie）：點(diǎn)輻射源在單位立體角發(fā)出的輻通量（W/sr）。
 
輻亮度（Le）：輻射源的元面積在θ方向的輻亮度為該輻射面在垂直于該方向的平面上的單位投影面積在單位立體角內(nèi)發(fā)出的輻通量（W/(sr·㎡)）。
 
      
（2） 光學(xué)量
與輻射量相對應(yīng)，有以下的光學(xué)量：
光通量（lm）、光出射度（lm/㎡）、光照度（lx）、發(fā)光強(qiáng)度（cd）、光亮度（cd/㎡）。
發(fā)光強(qiáng)度時(shí)國際單位制七個(gè)基本量之一，規(guī)定為：一個(gè)光源發(fā)出頻率為540*10^12HZ的單色光，在一定方向的輻射強(qiáng)度為：1/683W/sr,則該方向上的發(fā)光強(qiáng)度為1cd。
 
2.  光學(xué)量和輻射量間的關(guān)系
1） 光譜光效率函數(shù)
光學(xué)量和輻射量間的關(guān)系取決于人眼的視覺特性。人眼對不同波長光響應(yīng)的靈敏度是波
長的函數(shù)：明視覺光譜光效率函數(shù)V（λ）的峰值λ=5.55×10﹣7m；暗視覺光譜光效率函數(shù)V′（λ）的峰值λ=5.07×10﹣7m。
2） 光學(xué)量和輻射量間的關(guān)系
在很小的波長范圍內(nèi)：
明視覺條件下：d￠v（λ）=Km V（λ）￠e（λ）dλ
暗視覺條件下：d￠v（λ）=（λ）￠e（λ）dλ
Km=683lm/w,   Km′=1755lm/w。
在整個(gè)可見光譜范圍內(nèi)：
明視覺：
￠v=KmV（λ）￠e（λ）dλ
暗視覺：
￠v=（λ）￠e（λ）dλ
    
3.  色度學(xué)基本知識
黑體：能夠全部吸收入射電磁波而不發(fā)生反射、透射的物體。
色溫：發(fā)光體發(fā)出的顏色與黑體（基準(zhǔn)照明體）加熱到某一溫度時(shí)發(fā)出的顏色相同時(shí)，該黑體的溫度就稱為此發(fā)光體的
顏色溫度，簡稱色溫，單位K。
相關(guān)色溫：指與具有相同亮度刺激的顏色最相似的黑體輻射體的溫度。
顯色性：指光源發(fā)出的光照射到物體上所產(chǎn)生的客觀效果和對物體真實(shí)色彩的顯現(xiàn)程度，是評價(jià)照明光源的一個(gè)重要指標(biāo)。
顯色指數(shù)：測試光源和參考光源在相同色溫下比較目標(biāo)顏色的相似程度。
特殊顯色指數(shù)（Ri）：與15種標(biāo)準(zhǔn)照明體比較的顯色性符號程度。
一般顯色指數(shù)（Ra）：與前8種標(biāo)準(zhǔn)照明體比較的顯色性符號程度的平均值。即。
 
CIE色度計(jì)算方法：
CIE 1931標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)
 
 
 
三．光通量和能效測量
SSL 產(chǎn)品的總光通量應(yīng)采用積分球系統(tǒng)或分布光度計(jì)測量。選擇哪個(gè)方法視所需測量的量（顏色、光強(qiáng)分布） 、SSL產(chǎn)品的尺寸和其他要求而定。
積分球系統(tǒng)適于測量一體化 LED燈和相對小尺寸 LED燈具的總光通量和顏色。 積分球的優(yōu)點(diǎn)是測量快，而且不需要暗室。 分布光度計(jì)提供了光強(qiáng)分布和總光通量測量方法，它可以測量相對較大的 SSL 產(chǎn)品總光通量，當(dāng)然也可以用于測
量小尺寸 SSL 產(chǎn)品?？諝饬鲃涌赡苡绊憣囟容^敏感 SSL 產(chǎn)品的測量，使用分布光度計(jì)法應(yīng)小心。另外，與積分球相比，用分布光度計(jì)測量較費(fèi)時(shí)間。
 
1． 積分球法測量
積分球法包括帶光譜輻射計(jì)的積分球和帶光度計(jì)（球-光度計(jì)系統(tǒng)）的積分球。
帶光度計(jì) （球-光度計(jì)系統(tǒng)） 的積分球是利用一個(gè)光度計(jì)作為積分球的探頭的積分球系統(tǒng)，由于在測量 SSL 產(chǎn)品（如未使用誤匹配修正）光通量時(shí)有潛在的大的光譜誤匹配誤差，而且顏色量需要使用一個(gè)單獨(dú)的測量裝置，所以盡管這個(gè)方法可以接受但很少推薦。
 
下面是對光譜輻射計(jì)的積分球系統(tǒng)的介紹。
（1） 尺寸應(yīng)足夠大
積分球尺寸應(yīng)足夠大，避免從被測光源引起的額外溫升，并減小隔板和被測 SSL 產(chǎn)品自吸收帶來的測量誤差。
緊湊型燈：大于等于 1m的球。
較大的燈（如：4 英寸線型熒光燈和 HID燈） ：大于等于 1.5m的球。
測量 500W或更大功率的光源：2m或更大的球。
在 4∏球內(nèi)，SSL 產(chǎn)品的總表面積應(yīng)不超過球壁總面積的 2%。例如，在一個(gè) 2m球內(nèi)，一個(gè)球狀物的直徑小于 30mm。
線狀產(chǎn)品的縱向尺寸應(yīng)小于球直徑的 2/3。
在 2∏球內(nèi)，安裝 SSL 產(chǎn)品的開口直徑應(yīng)小于球直徑的 1/3。
（2） 應(yīng)裝有一個(gè)輔助燈
輔助燈用于測量被測光源的自吸收，以得到一個(gè)自吸收因數(shù)α(λ)。
（3） 球壁內(nèi)部涂層反射率是 90%—98%
（4） 標(biāo)準(zhǔn)燈
測量全光譜輻射通量的標(biāo)準(zhǔn)燈通常是寬光譜的石英鹵鎢白熾燈，來校準(zhǔn)光譜輻射計(jì)的全可見區(qū)域。對于 2Π球，只要求前射光分布的標(biāo)準(zhǔn)燈。對于 4Π球，通常使用全向光分布的標(biāo)準(zhǔn)燈，但也可以使用前射光分布的標(biāo)準(zhǔn)燈。要注意的是，不同燃點(diǎn)位置會改變白熾燈的光輸出。
（5） 測量原理設(shè)備（積分球加光譜輻射計(jì)）必須參照一個(gè)校準(zhǔn)到總分光輻射通量的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校準(zhǔn)。由于積分球是被包含在這個(gè)校準(zhǔn)系統(tǒng)里的，就不必了解球的分光通量，通過與參照標(biāo)準(zhǔn)ΦREF(λ)比較，得到被測 SSL 產(chǎn)品總分光輻射通量ΦTEST (λ)：

其中：yTEST (λ)和 yREF (λ)是 SSL 產(chǎn)品在試驗(yàn)時(shí)和參照標(biāo)準(zhǔn)的光譜輻射計(jì)讀數(shù)。
α(λ)是自吸收因數(shù)，
yaux,TEST(λ)是被測燈不工作、輔助燈工作時(shí)光譜輻射計(jì)對輔助燈的讀數(shù)，yaux,REF(λ)是標(biāo)準(zhǔn)燈不工作、輔助燈工作時(shí)光譜輻射計(jì)對輔助燈的讀數(shù)。
從測量的總分光輻射通量ΦTEST (λ)（W/nm） ，總光通量ΦTEST [lm]是：

其中 Km=683lm/W
這樣就得到了 SSL 產(chǎn)品的光通量。
2.  分布光度計(jì)
分布光度計(jì)通常用于測量光強(qiáng)分布，這樣就能得到總光通量。
分布光度計(jì)應(yīng)是能保持燈具燃點(diǎn)位置不變的結(jié)構(gòu)。因此，只有 C 型分布光度計(jì)是可接受的。C 型分布光度計(jì)包括移動探頭和移動鏡子的。應(yīng)該注意的是鏡子類分布光度計(jì)存在一個(gè)因鏡子本身輕微的極化造成的易極化的檢測系統(tǒng)。當(dāng)測量發(fā)出極化光的 SSL 產(chǎn)品總光通量時(shí)，對極化光的敏感性可以導(dǎo)致很大的誤差。在測量這類 SSL 產(chǎn)品時(shí)，推薦使用不帶鏡子的分布光度計(jì)。為此，某些分布光度計(jì)可以選擇在旋轉(zhuǎn)臂上直接安裝一個(gè)光度頭。 為了避免光從分布光度計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu)件或包括 SSL 產(chǎn)品自身在內(nèi)的其他表面反射到光度頭，應(yīng)小心地調(diào)整。定位裝置的旋轉(zhuǎn)應(yīng)使 SSL 產(chǎn)品受到的熱平衡干擾最小。
 
 
（1） 總光通量的測量原理
測量光源的光強(qiáng)分布I（θ，¢），總光通量可通過下式得到

如果光度頭以測量照度E（θ，¢）進(jìn)行校準(zhǔn)，

其中 r是光度頭參考平面旋轉(zhuǎn)半徑。測量光強(qiáng)要求有足夠長的光度學(xué)半徑 r。
 
 
3．發(fā)光效能
SSL 產(chǎn)品的發(fā)光效能（lm/W） ，是由測得的被測 SSL 產(chǎn)品的總光通量ΦTEST（lm）和測得的輸入電功率PTEST（W）的商得到的，見下式：

 
4．LED光通量測試中的問題
   （1）主要的問題：
LED的空間光分布差異大；
光譜分布與標(biāo)準(zhǔn)燈不同；
散熱的影響。
（2） 精確測量要求：
     避免中心光束照射球縫等奇異區(qū)；
     高反射比涂層：0.90~0.98；
     全光譜法測量，避免光度探頭的光譜響應(yīng)匹配誤差；
     TEC恒溫控制（器件溫度控制）。