逆反射标准板校准规范

1逆反射标准板校准规范本校准规范适用于对各种颜色和各种工作原理的逆反射标准板进行的校准。2引用文件GB/T18833公路交通标志反光膜CIE54:1982逆反射一定义及测量(Retroreflection:DefinitionandMeasure-凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3术语下列术语适用于本规范。3.1发光强度系数(R)coefficientofluminousintensity逆反射在观测方向的发光强度I除以投向逆反射体且落在垂直于入射光方向的平面内的光照度E_之商，即该量的符号为R,单位为cd/lx。3.2逆反射系数(R')coefficientofretroreflection逆反射材料表面的发光强度系数(R)与其面积(A)的商。该量的符号为R',单位为cd·lx-1·m-²。4概述逆反射标准板主要用于逆反射标志测量仪的检定、校准。逆反射标准板应有一定的有效反光面积，建议有效反光面积不小于100mm×100mm。逆反射标准板在整体结构上不应有高于有效反光表面的凸起。4.1逆反射标准板逆反射标准板由玻璃微珠(或微棱镜)和起镜面作用的反射层以及起支撑作用的基材(织物、塑料等)所组成逆反射材料构成。如图1所示，当一束光线人射到该材料表面后，经球形透镜反射，反射光大部分回到光源方向。如果将每一个反射元素(微珠或棱镜)及反射层构成的光学系统看做一个反光点，那么逆反射材料就是由许多个分布均匀的反光点构成的定向反射膜层。24.2逆反射标准板的分级根据GB/T18833—2002中规定的对逆反射材料性能差异的分级，可以将逆反射标准板分为以下3级：5计量特性a)逆反射系数R',不同级别逆反射标准板的逆反射系数应不低于GB/T18833—2002b)空间特性△β,表述的是逆反射标准板的逆反射系数随方位角改变而变化的c)转角特性△R?,表述的是逆反射标准板的逆反射系数随着自身旋转而改变的6校准条件6.1校准环境条件6.1.1环境温度(23±5)℃;6.1.2相对湿度小于75%;6.1.3实验室电源；6.1.4绝对校准装置实验环境的杂散辐射在弱光照度计探测器端小于1.0×10-5lx;6.1.5逆反射标准板保存和工作环境中不应有引起标准滤光器或其膜层腐蚀的气体。6.2测量标准及其他设备6.2.1绝对校准装置逆反射系数绝对校准装置，应具有可独立标定、溯源的标准准直A光源、人射角调节器、观测角调节器、测量系统、反射测量单元、标准夹具和控制系统等。6.2.1.1标准准直A光源光源需采用CIE标准准直A光源，并可在样品测量位置处成像为一个稳定的、具有足够大面积(可覆盖配备的标准光阑卡具或可覆盖所有被检测样品)的均匀照明区域。光源稳定性：优于±0.5%(2h内)光源色温：2856K±50K;光源发散角：小于0.2°;光场均匀性l:优于±3.0%;光场中心照度值：不低于7lx。6.2.1.2测量几何条件调节机构①入射角度调节机构入射角度调节机构应可以实现垂直转动(β₁)和水平转动(β₂)。入射角度调节机构的定位误差：≤0.1°。②观测角度调节机构在逆反射系数绝对测量装置中，观测角α是依靠探测器、光源和逆反射样品三者之间的几何位置(见图2)得到的。观测角a的计算公式为：探测导轨观测角α的准确程度与探测器移动距离S的准确程度和样品与光源之间的距离L测量的准确程度有直接的关系。光源与样品之间的距离L≥15m;光源与样品之间的距离L的测量误差≤5mm;探测器移动距离S的测量误差：≤1mm。样品表面照度测量系统读数稳定性：≤0.2%。采用亮度探头的测量系统，应带有瞄准系统确保在改变观测测量系统的V(λ)匹配误差：≤7%;测量系统的线性误差：优于±1%。逆反射系数的相对校准装置，应具有读数校准功能，并配有逆反射系数的相对校准装置的角度调整系统应配有清晰准确相对校准装置零点稳定性：≤0.1%相对校准装置读数重复性：≤0.5%。6.3校准几何条件e)稳定性.7.2.1.1逆反射标准板工作表面要求平整、清洁、干燥、颜色均匀，无磨损、斑点、7.2.1.2逆反射标准板应有较密闭的外包装，可以防尘、防潮、避光、防震、保证运输、保存安全。7.2.1.3逆反射标准板外包装上应标有名称，编号、型号、生产厂名，同时逆反射标准板的支架结构坚固耐用，无强烈反光。7.2.2逆反射系数校准方法7.2.2.1逆反射系数的绝对校准①检查校准设备的外观及环境条件，确定没有影响校准计量特性的因素；②将标准照度计放置在样品表面位置，读取样品表面的受光照度E」并记录；③读取背景杂散光Rz并记录；④选用合适的标准光阑夹具将逆反射标准板安装在样品平台上，通过调节机构使样品被测表面垂直于入射光束，并使样品被测表面与垂直回转轴β₁和水平回转轴β₂所构成的平面重合；⑤根据逆反射标准板的测量几何条件要求，利用测量几何条件控制机构将装置调整至相应的人射角以及观测角位置；⑥样品的逆反射发光强度系数R:实际测量中应考虑环境条件的背景噪声对逆反射系数测量结果的影响，根据公式(3)计算被测样品的逆反射发光强度系数。E——弱光照度计所测得的照度值，lx;L——弱光探测器探头与被测样品的直线距离，m;E样品表面的受光照度，lx;⑦按照公式(4)计算样品的逆反射系数：式中：R——逆反射发光强度系数，cd/lx;A,标准光阑卡具的校准面积(或样品实际受光面积),m²。⑧按照公式(5)确定样品逆反射系数校准值。采用对样品连续3次测量结果的平均值作为逆反射标准板的校准结果。 R′ R′样品逆反射系数校准值，cd·lx-1·m-2;R!样品第i次测量结果(i=1,2,3),cd·lx-1·m-2。7.2.2.2逆反射系数的相对校准①检查校准设备的外观及环境条件，确定没有影响校准计量特性的因素；②将测量仪器调节到相应的入射角及观测角③在仪器测量窗口放置光陷阱或黑色校准样板，调节仪器相应旋钮将仪器零点示数调整至0;④将仪器配套的经过校准的标准样板放置于仪器测量窗口，调节仪器相应旋钮将仪器测量示数调整至标准样板的标称值；⑤将待测样品放置于仪器测量窗口，在仪器测量窗口读取被测样品的逆反射系数测量结果。连续测量样品3次，按照公式(5)计算被测样品的校准结果。7.2.3空间特性校准方法在确定的入射角β₁和观测角a条件下(入射角和观测角由逆反射标准板的实际工作需求而定),顺时针(正方向+)和逆时针(负方向一)改变样品的方位角β₂,当标称值与测量值之间的相对偏差达到表1所规定的阈值范围时，将正方向(△β+)和负方向上(△β-)得到的样品方位角β₂变化量的最小值记为逆反射标准板的空间特性。白黄绿红蓝棕77.2.4转角特性校准方法在确定的人射角β₁和观测角α条件下(人射角和观测角由逆反射标准板的实际工作需求而定),在样品被测面所在平面改变样品旋转角ε,在e变换360°范围内得到的被测样品逆反射系数校准值与其标称值之间最大相对偏差记为逆反射标准板的转角β7.2.5均匀性校准方法在确定的入射角β₁和观测角α条件下(入射角和观测角由逆反射标准板的实际工作需求而定),改变被测标准板的受光部位然后测量标准样板的逆反射系数。并将各次测量值之间的最大值R与最小值R之间的偏差与标准逆反射板的校准值R’之比记为逆反射标准板均匀性(η):在标准光阑限制范围内调整逆反射标准板的受光部位，建议在上、下、左、右四个方向上进行调整，并记录4次测量的结果。按照公式(8)计算逆反射标准板的逆反射7.2.6稳定性校准方法逆反射标准板的稳定性是指，在相同的测量条件下本次样品的逆反射系数校准量值与上一校准周期的逆反射系数校准值的相对偏差。Rí——本次校准数值；R/—上一周期校准数值。8在相同测量条件下，对比本次逆反射标准板的校准值与上一校准周期的校准值，并按照公式(9)计算逆反射标准板的稳定性。8校准结果的表述经校准的逆反射标准板发给校准证书。校准数据的原始记录推荐格式参见附录A。校准证书应至少包括以下信息a)标题，如“校准证书”或“校准报告”;b)实验室名称和地址；c)进行校准的地点；d)证书或报告的唯一性标识(如编号),每页及总页数的标识；e)送校单位的名称和地址；f)被校对象的描述和明确标识；g)进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接收日期；h)如果与校准结果的有效性和应用有关时，应对抽样程序进行说明i)对校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号j)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；k)校准环境的描述；1)校准结果及其测量不确定度的说明；m)校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识，以及签发日期n)校准结果仅对被校对象有效的声明；o)未经实验室书面批准，不得部分复制证书或报告的声明。9复校时间间隔由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等诸因素所决定的，因此，送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。逆反射标准板的复校时间间隔建议为一年。9逆反射标准板校准原始记录原始记录编号证书编号型号/规格制造厂出厂编号电话校准依据受样日期实验室环境条件样品测量光阑面积/mm²编号123稳定性e1234最大相白黄红绿蓝棕备注：编号转角特性△R。白黄红绿蓝棕校准证书内页格式编号逆反射系数/cd·lx-1·m-2123不确定度E1234最大相白黄红绿蓝棕编号白黄红绿蓝棕附录C逆反射标准板测量结果的不确定度评定实例本附录对采用标准逆反射系数测量装置对高强级白色逆反射标准板测量结果的不确定度评定进行实例分析。C.1测量不确定度的评估逆反射系数测量的计算公式如下：E(——探测器的读数；L——探测器与样品之间的距离；E|——样品表面的照度值；A——样品的面积。微分得：用u代换即为：微分得：C.2200mm×200mm高强级白色标准样品的不确定度分析C.2.1样品测量结果重复性对逆反射系数测量结果相对不确定度的影响ui逆反射标准板高强级白色标准样品逆反射系数重复性测量结果见表C.1。123456789C.2.2样品测量结果稳定性对逆反射系数测量结果相对不确定度的影响uz逆反射标准板高强级白色标准样品逆反射系数稳定性测量结果见表C.2。表C.2逆反射标准板高强级白色标准样品逆反射系数稳定性测量结果测量序号1234567测量序号89C.2.3样品逆反射系数测量相对不确定度评估u。表C.3逆反射标准板高强级白色标准样品逆反射系数相对不确定度评估一览表不确定度类型自由度(v)B测量距离影响A9B被测样品面积A9B俯仰角度精度B光源色温影响B0AAue=√uì+u2