積分球測(cè)量法有光度測(cè)量法和光譜測(cè)量法之分。早期單純用指針式光電檢流計(jì)表來讀取光度探頭中的光電流，再用手工計(jì)算的方法，其誤差很大，早已經(jīng)不用了。之后改進(jìn)為用數(shù)字表讀數(shù)，但仍然過時(shí)很久了。目前，使用得多的是積分球光譜測(cè)量法。它又可分為光電倍增管式和CCD陣列式兩種。

（1）光電倍增管式光譜儀內(nèi)部的工作原理

被測(cè)燈發(fā)出的復(fù)色光在積分球內(nèi)均勻混光后被光纖輸入端頭接收，并由光纖傳送進(jìn)入光譜儀，再經(jīng)濾色進(jìn)入輸入狹縫，投射到光柵上對(duì)光譜光功率信號(hào)進(jìn)行分解。

因?yàn)樽鳛楣怆娹D(zhuǎn)換的光電倍增管本身無法區(qū)分光譜，所以由機(jī)械裝置轉(zhuǎn)動(dòng)光柵來把一定帶寬的單色光功率信號(hào)按照波長(zhǎng)大小依次投射到輸出狹縫，由緊貼狹縫的光電倍增管接收并把光功率信號(hào)轉(zhuǎn)換并多級(jí)放大為電信號(hào)，再由外部電路進(jìn)一步放大輸出到電腦中進(jìn)行處理。在這一系列過程中，技術(shù)非常復(fù)雜。

此外，測(cè)量需要準(zhǔn)確的波長(zhǎng)掃描(這對(duì)于光譜連續(xù)的燈的測(cè)量準(zhǔn)確性不是問題，但對(duì)分離光譜的燈的光色參數(shù)特別是色參數(shù)測(cè)量準(zhǔn)確性很重要，例如白熾燈的色溫測(cè)量準(zhǔn)確度很高而三基色節(jié)能燈的色溫測(cè)量準(zhǔn)確度較差)，測(cè)量的分辨率和準(zhǔn)確度又與輸入輸出狹縫寬度、波長(zhǎng)定位及掃描步長(zhǎng)關(guān)系很大。

所以光電倍增管式光譜儀的測(cè)量速度較慢，早期的光譜儀一般需2～3分鐘，近期的也需要10秒鐘左右。

光電倍增管式光譜儀的測(cè)量準(zhǔn)確度可以很高，但光電倍增管也有缺點(diǎn)：

①靈敏度因強(qiáng)光照射或因照射時(shí)間過長(zhǎng)而降低，停止照射后會(huì)部分地恢復(fù)，這種現(xiàn)象稱為“疲乏”。我們?cè)趯?duì)一臺(tái)使用了多年光電倍增管式光譜儀對(duì)同一白熾燈連續(xù)重復(fù)測(cè)量90 分鐘試驗(yàn)中，其光通量不斷單向下降達(dá)3%，但色溫變化很小在5K 內(nèi)(0.2%)；

②光陰極表面各點(diǎn)靈敏度不均勻；

③在實(shí)際測(cè)量中施加的電壓太高會(huì)產(chǎn)生噪聲。

（2）陣列式CCD光譜儀內(nèi)部的工作原理

與光電倍增管式不同的地方是，陣列式CCD光譜儀由光柵把被測(cè)燈的復(fù)色光分解為按波長(zhǎng)大小順序排列的光譜光功率信號(hào)，并一次性同時(shí)投射到可區(qū)分光譜波長(zhǎng)的CCD陣列上，這種一次成像接收并獲得各波長(zhǎng)光譜光功率信號(hào)的方式替代了需要掃描依次把單色光輸入到光電倍增管中來“分時(shí)段”接收各波長(zhǎng)光譜光功率信號(hào)。并由此不再需要光柵掃描的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)裝置。

所以，測(cè)量速度非常快，可達(dá)毫秒級(jí)。目前，照明用的較好的CCD轉(zhuǎn)換器為2048位，計(jì)算可得最高波長(zhǎng)精度為0.2nm。各方面總體來說，目前精度還比不上光電倍增管式光譜儀。

CCD的缺點(diǎn)有：①基底噪聲較大；②暗電流與溫度關(guān)系密切，需冷卻，每降低5～7℃，暗流就減小一半，專業(yè)應(yīng)用的CCD常用液氮制冷，使其溫度低于-110℃；半導(dǎo)體制冷一般為-10℃至-20℃，難以達(dá)到很高水平；③ CCD器件各個(gè)像素的量子效率不一致，會(huì)造成各波長(zhǎng)光功率大小測(cè)量誤差，這比上面提到的光電倍增管光陰極表面各點(diǎn)靈敏度不均勻的影響要嚴(yán)重。

以上兩種光譜儀內(nèi)部技術(shù)上非常復(fù)雜，各環(huán)節(jié)都有可能產(chǎn)生誤差，設(shè)備成本檔次不同，誤差級(jí)別就不同，且購買設(shè)備時(shí)已固化了的。使用設(shè)備的檢測(cè)機(jī)構(gòu)和企業(yè)不可能、也不允許隨便動(dòng)。除光譜儀之外，我們?cè)谑褂脮r(shí)更應(yīng)注意避免或改進(jìn)整個(gè)測(cè)量活動(dòng)中可能存在的許多其它誤差源。

值得一提的是：對(duì)于較早期的機(jī)械掃描光電倍增管式光譜分析儀中，當(dāng)用標(biāo)準(zhǔn)參考燈定標(biāo)時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)光電倍增管的負(fù)高壓使其各光譜中的最大光功率值在電腦中掃描顯示約為20% 高度，之后的測(cè)量中該負(fù)高壓調(diào)節(jié)旋鈕就不要再動(dòng)了，否則需重新定標(biāo)。

其后測(cè)量中只需調(diào)節(jié)放大率旋鈕，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)參考燈一般為發(fā)光效率很低的白熾燈，而被測(cè)燈或LED燈發(fā)光效率可能高于它的數(shù)倍至十?dāng)?shù)倍，不一定光通量正好接近的標(biāo)準(zhǔn)參考燈；此外，白熾燈的光譜與很多被測(cè)燈的差異很大。

所以，常常需要調(diào)節(jié)電流放大率旋鈕來防止被測(cè)光譜功率信號(hào)防止溢出。另外，應(yīng)比較一下各電流放大率旋鈕的各檔位在測(cè)量同一被測(cè)燈時(shí)，其結(jié)果是否一致。當(dāng)不一致時(shí)，需要用標(biāo)準(zhǔn)參考燈在各檔位都檢測(cè)一下，選取與計(jì)量校準(zhǔn)值最接近的檔位。

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