ความแม่นยำของการทดสอบฟลักซ์การส่องสว่าง LED ในทรงกลมที่รวมเข้าด้วยกันจะดีขึ้นได้อย่างไร

การวัดค่าฟลักซ์การส่องสว่างของแหล่งกำเนิดแสง LED ต่างจากแหล่งกำเนิดแสงแบบดั้งเดิม ทำให้เกิดความท้าทายอย่างมากต่อความแม่นยำของอุปกรณ์ในกระบวนการวัดฟลักซ์การส่องสว่างโดยใช้ทรงกลมที่ผสานรวมเข้าด้วยกัน ในอีกด้านหนึ่ง เมื่อเทียบกับแหล่งกำเนิดแสงแบบดั้งเดิม โดยทั่วไปแล้ว LED จะมีทิศทางที่ชัดเจนกว่าและจะไม่ปล่อยแสงอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งพื้นที่ คุณลักษณะนี้ทำให้การกระจายแสงโดยตรงของ LED บนพื้นผิวของทรงกลมที่ผสานรวมไม่สม่ำเสมอ การกระจายที่ไม่สม่ำเสมอนี้จะทำให้แสงส่องตรงจาก LED ต่างๆ มีลักษณะการสะท้อนที่แตกต่างกันของเครื่องตรวจจับ เนื่องจากตำแหน่งของเครื่องตรวจจับและตำแหน่งของแผ่นกั้นได้รับการแก้ไขแล้ว ประสิทธิภาพโดยตรงของการกระจายการสะท้อนที่หลากหลายจึงเป็นความผันแปรของสัญญาณ ในระบบทดสอบทั่วไป ไฟ LED ที่มีมุมการเปล่งแสงต่างกันจะแตกต่างกัน และ LED เดียวกันมีการเปล่งแสงเหมือนกันที่ตำแหน่งต่างกันในทิศทางการจัดวางที่ต่างกัน แม้ว่าค่าฟลักซ์การส่องสว่างจะเท่ากันก็ตาม ค่าที่วัดได้จริงจะแตกต่างกัน ตามผลการตรวจสอบของลูกค้า' ทิศทางการจัดวาง LED ของระบบทดสอบ LED ทั่วไปจะส่งผลต่อผลการวัดฟลักซ์การส่องสว่างมากกว่า 50% เสมอ (ความแตกต่างระหว่างสัญญาณสูงสุดและสัญญาณต่ำสุดที่เหมือนกัน LED วัดในทิศทางต่างๆ)

เมื่อทำการวัดมุมการเปล่งแสงที่แตกต่างกันของ LED ต่างๆ การกระจายแสงสะท้อนโดยตรงจะมีผลกระทบที่แตกต่างกันต่อเครื่องตรวจจับเนื่องจากความแตกต่างในการกระจายของพื้นผิวด้านในของทรงกลมที่รวมเข้าด้วยกัน ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อความแตกต่างในความแม่นยำในการวัด (ดังแสดงใน รูปที่ 1)

รูปที่ 1: มุมการส่องสว่างที่ต่างกันมีผลกับการวัด LED ที่แตกต่างกัน

ปรับปรุงความแม่นยำของการทดสอบฟลักซ์การส่องสว่าง LED ในทรงกลมที่ผสานรวม

ในทางกลับกัน ระบบทดสอบ LED มักใช้หลอดทังสเตนฮาโลเจนเป็นแหล่งกำเนิดแสงมาตรฐาน เมื่อเปรียบเทียบกับหลอด LED แล้ว หลอดไฟมาตรฐานที่ใช้มีลักษณะ การกระจายแสง และลักษณะสเปกตรัมแตกต่างกันมาก ดังนั้นความแตกต่างระหว่างทั้งสองควรแก้ไขด้วยค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืน

วิเคราะห์:

ลักษณะการสะท้อนภายในของทรงกลมที่ผสานรวมเป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญที่ทำให้ทิศทางของ LED ส่งผลต่อความแม่นยำในการวัด ในระบบทดสอบ LED ทั่วไป การสะท้อนแสงและลักษณะเฉพาะของ Lambertian ของการเคลือบพื้นผิวของทรงกลมที่ผสานรวมนั้นไม่เหมาะ เหตุผลหนึ่งคือการสะท้อนแสงต่ำ และอีกเหตุผลหนึ่งคือลักษณะการสะท้อนแบบกระจายที่ไม่ดี ผลของการสะท้อนแสงที่ต่ำของพื้นผิวทรงกลมที่รวมเข้าด้วยกันคือแสงตรงของ LED เป็นผลให้แสงตรงของ LED จะค่อยๆ ลดลงหลังจากการสะท้อนหลายครั้ง อย่างไรก็ตาม ในกระบวนการทั้งหมดของการผสมแสง แสงที่ฉายรังสีโดยตรงและแสงสะท้อนทั้งสองมีสัดส่วนที่มาก ซึ่งมีความโดดเด่น ในบางกรณี วัสดุที่มีการสะท้อนแสงต่ำจะมีเอฟเฟกต์เงาที่รุนแรงที่ด้านหลังของโพรบ baffle อย่างไรก็ตาม เอฟเฟกต์แสงและเงาของการสะท้อนเป็นเส้นตรงเป็นสาเหตุให้การวัดค่าไม่แม่นยำ

นอกจากนี้ การสะท้อนแบบกระจายที่ต่ำกว่าจะส่งผลอย่างมากต่อการลดทอนสัญญาณ ในกระบวนการวัดแสง แสงจะถูกสะท้อนหลายครั้งในทรงกลมที่รวมเข้าด้วยกัน และการสะท้อนแต่ละครั้งจะทำให้เกิดการลดทอนบางอย่าง แต่อิทธิพลของการสะท้อนแสงต่อความเข้มของแสงจะเพิ่มขึ้นหลังจากการสะท้อนหลายครั้ง ตัวอย่างเช่น หากแสงสะท้อนสะท้อน 15 ครั้งในทรงกลมที่ผสานเข้าด้วยกัน หากแสงสะท้อนมีความแตกต่างกัน 5% การลดทอนสัญญาณอาจเพิ่มขึ้นมากกว่าสองเท่า อันที่จริง ความแตกต่างในการสะท้อนแสงของทรงกลมที่ผสานรวมอยู่ไกลเกินจุดนี้

ระบบทดสอบ LED ปัจจุบันไม่ได้ใช้เป็น LED มาตรฐานเป็นแหล่งกำเนิดแสงมาตรฐาน ในกระบวนการวัด เรายังคงเลือกใช้หลอดฮาโลเจนทังสเตนมาตรฐานเป็นแหล่งกำเนิดแสงมาตรฐาน เนื่องจากโครงสร้างภายนอกของหลอดไฟมาตรฐานและ LED ที่วัดได้แตกต่างกันมาก รวมถึงเอฟเฟกต์การดูดกลืนแสงของตัวยึดหลอดไฟ LED และความแตกต่างระหว่างตำแหน่งการติดตั้งหลอดไฟมาตรฐานและตำแหน่งการติดตั้ง LED ทั้งหมดนี้เป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อ ความถูกต้องของผลการทดสอบ

สารละลาย:

แอมป์สเปกโตรมิเตอร์ LPCE-2 &; การรวมระบบทดสอบ LED ทรงกลมเป็นชุดของระบบทดสอบ LED ที่พัฒนาโดย Shanghai Lisun Electronics ซึ่งตรงตามข้อกำหนดของ LM-79 และ CIE อย่างเต็มที่ และแก้ไขข้อบกพร่องต่างๆ ของระบบทดสอบ LED แบบเดิมได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เมื่อเทียบกับการประกอบขนาดใหญ่แบบดั้งเดิมและเทคโนโลยีการผลิตของการรวมทรงกลม Lisun Electronics ใช้เทคโนโลยีการขึ้นรูปแบบครั้งเดียวเพื่อผลิตทรงกลมที่รวมเข้าด้วยกัน และรูปร่างของมันสอดคล้องกับโครงสร้างทรงกลมของ4πหรือ2πอย่างเต็มที่ Lisun Electronic Integrating Sphere ยังใช้การเคลือบที่มีอัตราการสะท้อนแสงและการแพร่กระจายสูง เพื่อให้ตำแหน่งการเปิดของหลอดไฟได้รับการออกแบบให้สอดคล้องกับตำแหน่งของเครื่องตรวจจับ แม้ว่าคุณจะใช้ LED ที่มีทิศทางสูงหรือใช้โหมดตำแหน่งภายใต้สภาวะที่รุนแรง การปรับปรุงนี้จะช่วยให้ผลการทดสอบมีความสม่ำเสมอที่ดี

LPCE-2 ใช้หลอดทังสเตนฮาโลเจนมาตรฐานเป็นหลอดมาตรฐานร่วมกับหลอดไฟเสริมเพื่อวัดผลกระทบของความแตกต่างระหว่างตัวยึดหลอดไฟ LED และตัวยึดหลอดไฟมาตรฐานกับผลการทดสอบ หลอดไฟมาตรฐานนี้ได้รับการสอบเทียบอย่างเข้มงวดโดยห้องปฏิบัติการสอบเทียบอิเล็กทรอนิกส์ Lisun ผลการทดสอบสามารถตรวจสอบย้อนกลับไปยัง NIM

ในมุมมองของความถูกต้องของผลการทดสอบ LED ที่กล่าวถึงข้างต้น ระบบทดสอบ LPCE-2 ใช้สำหรับการทดสอบที่เกี่ยวข้อง เงื่อนไขการทดสอบมีดังนี้: ใช้ LED สีเขียวความสว่างสูง 5 ดวง กำลังไฟฟ้าประมาณ 0.35W และมุมการส่องสว่างประมาณ 30° ระบบทดสอบ LPCE-2 ใช้สำหรับตำแหน่งการวัด 9 ตำแหน่ง ซึ่งระบุโหมดตำแหน่ง LED ที่เป็นไปได้ตามลำดับ ดังแสดงในรูปที่ 3

รูปที่ 2: โหมดตำแหน่ง LED ที่แตกต่างกัน

สรุปแล้ว:

ความสัมพันธ์ระหว่างฟลักซ์ส่องสว่างที่วัดได้กับโหมดตำแหน่ง LED แสดงไว้ในรูปที่ 4 และรูปที่ 5 สังเกตได้จากผลการทดสอบว่าแม้ในกรณีที่รุนแรงที่สุด เมื่อวาง LED ไว้ก่อนและหลังการเปิดเครื่องตรวจจับ ค่าสูงสุดของผลการทดสอบฟลักซ์การส่องสว่างยังน้อยกว่า 5% นี่เป็นผลการทดสอบที่ดีมาก ในกระบวนการทดสอบจริง ข้อผิดพลาดที่เกิดซ้ำของการวัดฟลักซ์การส่องสว่าง LED นั้นน้อยกว่า 0.1% มาก จะเห็นได้ว่าผลการทดสอบของระบบทดสอบ LPCE-2 มีความน่าเชื่อถือและมีเสถียรภาพ และสามารถให้การรับประกันที่เชื่อถือได้ ระบบมาตรฐานนี้ไม่เพียงแต่สนับสนุนการพัฒนาและการผลิต LED เท่านั้น แต่ยังเป็นตัวเลือกในอุดมคติสำหรับการวัดประสิทธิภาพทางแสงในอุตสาหกรรม LED

รูปที่ 3: ฟลักซ์ส่องสว่างที่สอดคล้องกับตำแหน่งการทดสอบ LED ที่แตกต่างกัน

รูปที่ 4: ความสัมพันธ์ระหว่างตำแหน่งทดสอบ LED และฟลักซ์การส่องสว่าง