自镇流荧光灯能源效率测量不确定度评定

摘要：本文详细介绍了自镇流荧光灯光通量、输入功率、光效的测量不确定度评定方法和步骤。

关键词：能源效率 光效 不确定度

引言

自镇流荧光灯是将荧光灯管、镇流器等组装在一起，利用低气压的汞蒸气在放电过程中辐射紫外线，从而使荧光粉发出可见光的原理发光的放电光源。自镇流荧光灯是实行能源效率标识管理的产品，生产者和进口商应当对其标注能源效率标识。自镇流荧光灯的能源效率标识包括生产者名称或简称、产品规格型号、能源效率等级、标称功率、色调、初始光效和依据的能源效率国家标准等信息。其中光效是衡量自镇流荧光灯能源效率标识的重要参数之一。

1、.光效

光效（光源的）是指在额定工况和规定条件下，光源发出的光通量与其所耗功率之比。

即： η=Φ/P电

η——光效，lm/W；

Φ——自镇流荧光灯的光通量， lm；

P电——自镇流荧光灯有效输入功率， W。

2、.光通量测量不确定度评定

2.1测量原理和数学模型

a）测量原理：用相对法测量光源的总光通量。测量时先用已知总光通量的标准灯为测量装置定标，再将标准光灯置换成被测灯，用定标过的测量装置测量被测灯的总光通量。

a.1测量环境条件：温度（23±5）℃；相对湿度小于80%RH。

a.2 测量标准及其主要技术要求：

标准灯组，相对扩展不确定度为1.5%；交直流稳压稳流源，不低于0.1级。

a.3被测对象及其主要性能：

总光通量三级标准灯，工作用标准灯，测量范围（50～2×104）lm。

b） 数学模型

式中： ——被测灯的总光通量；

——总光通量标准装置显示值的平均值；

c）灵敏系数

2.2输入量的标准不确定度评定

输入量 的标准不确定度 的主要来源是标准灯组引入的不确定度、光度测量系统非线性误差引入的不确定度、电测系统误差引入的不确定度、被测灯的测量重复性引入的不确定度、被测灯重复点燃时量值的分散性引入的不确定度。

a）标准灯引入的标准不确定度 的评定

根据总光通量工作基准装置，标准灯组的扩展不确定度为1.0%，k=2，故用B类方法评定相应的标准不确定度为 。

估计可靠性为75%，则自由度为：

b）光度测量系统的非线性误差引入的标准不确定度 的评定

光度测量系统存在非线性误差，会对测量结果产生影响，采用B类方法评定。根据厂家说明书，光度测量系统的非线性误差为±0.3%，服从均匀分布，则光度测量系统的标准不确定度为

估计可靠性90%，则自由度为

c） 电测系统引入的标准不确定度 的评定

由于所用的电测系统与标定标准灯时所用的电测系统不同，因而供给标准灯的电流与标定时供给的电流有微小的差异，对测量结果会有影响，采用B类方法评定。估计最大差异为0.03%，则电流值的相对标准不确定度为

由经验公式

可知，电流变化对光通量，也是对测量值的影响为

对这项不确定度的估计是比较准确的，故自由度

d） 被测灯测量重复性引入的标准不确定度 评定

测量重复性反应了各种随机因数的影响，故采用A类方法评定。对同一被测灯连续进行10次测量，获得一组测量值1736，1737，1737，1738，1737，1737，1736，1736，1737，1737lm，算术平均值为

lm

单次实验标准差为

lm

实际测量是在重复性条件下连续测量2次，则重复性引入的相对标准不确定度为

%

自由度

2.3 合成标准不确定度的评定

a） 标准不确定度分量及相关信息见下表

不确定度来源 相对标准不确定度 灵敏度系数

相对标准不确定度分量

b）相对合成不确定度的计算

由于 、 、 、 相互独立，相对合成标准不确定度可按下式得到：

c） 相对合成标准不确定度的有效自由度

相对合成标准不确定度的有效自由度为取 。

d） 相对扩展不确定度的评定

取置信概率 ，按有效自由度查t分度表得到 ，则相对扩展不确定度为

2.4扩展不确定度

总光通量测量相对扩展不确定度为 ，包含因子k=2，有效自由度

3、.输入功率的测量不确定度

3.1输入功率标准不确定度的A类评定

对同一被测灯的输入功率连续进行10次测量，获得一组测量值32.95，33.00，32.98，33.00，32.99，33.00，32.98，32.99，32，97，32.96W，算术平均值为

W

单次实验标准差为

W

实际测量是在重复性条件下连续测量2次，则重复性引入的相对标准不确定度为

%

自由度

3.2输入功率标准不确定度的B类评定

数字功率计准确度等级0.05级，按均匀分布考虑，所引入的相对不确定度分量为

3.3输入功率相对合成标准不确定度

3.4扩展不确定度

取包含因子k=2，则输入功率的相对扩展不确定度为：

3.5光效的测量不确定

由于η=Φ/P电=ΦP电—1

光效的相对合成标准不确定度：

取包含因子k=2，相对扩展不确定度为：

参考文献：

[1]刘慧 杨臣铸编著.《光度测量技术》.

[2]中国计量科学院.JJF1059—1999《不确定度评定与表示》.

[3]GB 19044—2003《普通照明用自镇流荧光灯能效限定值及能源效率等级》

[4]GB/T 17263—2002 《普通照明用自镇流荧光灯 性能要求》

作者简介：

陈丹英，女，高级工程师，工作单位：福建省计量科学研究院。