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近年来,LED产业发展非常迅速,在技术方面不断取得突破,应用越来越广泛,人们对LED光、电、色参数的检测也提出了更高的标准。为此,国内外部分研究机构和企业研制出了一些具有较高水平的检测设备和仪器。但从总体来说,国内LED的检测水平还比较落后,缺少严格统一的标准。这种状况对我国LED产业的结构和发展十分不利。
本文通过对LED光源自身的光学特点的分析,参考比较目前业内LED测量的经验方法以及CIE(国际照明委员会)对LED光学参数测量标准的规定,总结出一套LED光学性能综合测量的方法,并以这套方法为标准设计出相关的自动化测量系统。实现了对LED光强分布(配光曲线)、光通量、光谱、色度等学参数的全面测量。
测量系统光路方面采用CIE推荐标准A和推荐标准B进行LED光强和光强分布测量设计,并在此标准基础上尝试使用变角度光度计法测量LED光通量,对于LED相对光谱分布则采用单色仪+光电倍增管的方法设计光路,利用测得的光谱数据进一步求出LED相关的色度学参数。
系统硬件方面采用DsPIC数字信号控制器为核心控制单元,设计了采样通道的光电转换及信号放大电路,采用12位高速A/D芯片来保证信号采样的精度和响应速度,并通过USB串行通讯接口实现与上位PC机的数据通讯,同时,PC机控制单片机系统驱动步进电机,完成整个光度测量过程。
系统软件的设计包括单片机系统软件和PC机LabVIEW操作界面两个部分。单片机程序由步进电机驱动控制、光电信号采样、测试数据通讯传送等几个功能模块组成。根据制定的通讯协议,由LabVIEW操作界面的客户端程序来决定所需执行操作,操作程序通过串口通讯指挥单片机控制步进电机改变光路,实现LED的光学测量,对测得的数据进行相应处理,并在用户界面上显示测试结果。最后对制作完成的综合测量系统进行定标和性能分析,使用本仪器系统对多款LED样品进行测试,并对实际测量结果进行了分析和讨论,同时在工作总结的基础上提出了改进的意见。