A megvilágításmérő kalibrálása nem egyszerű kijelzés-összehasonlítás. A fotometriai skála, a spektrális responsivitás, a geometriai elhelyezés és az időbeli stabilitás egyetlen mérési modellben kapcsolódik össze.
1. Mérési feladat és mérendő mennyiség
A példában a névleges kalibrálási pont 1000 lx. A referenciaérték 1000,0 lx, a vizsgált műszer öt leolvasásának átlaga 987,0 lx.
ΔE = Eind − Eref = 987,0 lx − 1000,0 lx = −13,0 lx
δE = Eind/Eref − 1 = −1,30%
A korrekció előjele ellentétes a kijelzési hiba előjelével, ezért az abszolút korrekció +13,0 lx.
2. Mérési modell
Eref = Eref,ind · Ccal · Clin · Cspec · Ctemp · Cstab · Cgeom
ΔE = Eind − Eref
A modellben külön kell kezelni a referencia műszer kalibrálását, a linearitást, a forrás spektruma és a detektor responsivitása közötti illesztetlenséget, a geometriai transzfert, a környezeti hatásokat és a vizsgált műszer kijelzésének bizonytalanságát.
3. A meghatározó bizonytalansági komponensek
Referencia műszer kalibrálása
A kalibrálási bizonyítványon közölt 0,80% kiterjesztett bizonytalanság és k = 2 esetén a standard relatív bizonytalanság 0,40%.
Spektrális illesztetlenség
A referencia műszer kalibrációs forrása és a vizsgálati LED-forrás spektruma eltér. A forrásspecifikus korrekció a detektor relatív spektrális responsivitásából számítható. A példában a korrekció +0,20%, standard bizonytalansága 0,18%.
Geometria és térbeli gradiens
A két detektor effektív mérési síkja és aktív felülete nem azonos. A helyi gradiens, a pozicionálási bizonytalanság, az érzékelősík eltérése és a szögbeállítás külön komponenseket eredményez.
Forrásstabilitás és időbeli transzfer
Ha a referencia és a vizsgált műszer leolvasása nem egyidejű, a forrás driftjét monitorozni és korrigálni kell. A maradék standard hozzájárulás a példában 0,08%.
Felbontás és ismételhetőség
Az öt mérés átlagának ismételhetőségi standard bizonytalansága 0,447 lx. Az 1 lx kijelzési lépésből származó standard felbontási komponens 0,289 lx.
4. Teljes relatív bizonytalansági költségvetés
| Forrás | Értékelés | Eloszlás | Standard hozzájárulás |
|---|---|---|---|
| Referencia műszer kalibrálása | B | normál | 0,400% |
| Referencia ismételhetősége | A | normál | 0,045% |
| Referencia linearitása | B | téglalap | 0,115% |
| Forrásstabilitás | A/B | normál | 0,080% |
| Térbeli pozicionálás | B | normál | 0,060% |
| Effektív érzékelősík | B | normál | 0,030% |
| Spektrális illesztetlenség | B | normál | 0,180% |
| Koszinusz-illesztetlenség | B | háromszög | 0,061% |
| Hőmérséklet differenciális hatása | B | normál | 0,009% |
| Polarizáció | B | téglalap | 0,035% |
| Háttérfény | A/B | normál | 0,020% |
| Időbeli válaszkülönbség | B | normál | 0,040% |
| Szinkronizálás | B | téglalap | 0,030% |
| Vizsgált műszer ismételhetősége | A | normál | 0,045% |
| Vizsgált műszer felbontása | B | téglalap | 0,029% |
uc,rel = 0,476%
Urel = 2 · 0,476% = 0,95%
A variancia közel 71%-át a referencia műszer kalibrálása, mintegy 14%-át a spektrális illesztetlenség adja. Ezért az ismétlésszám növelése csak csekély javulást hozna.
5. A kalibrálási eredmény közlése
| Névleges pont | Referenciaérték | Kijelzés | Hiba | Relatív hiba | U, k = 2 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1000 lx | 1000,0 lx | 987,0 lx | −13,0 lx | −1,30% | 0,95% |
Abszolút formában a kijelzési hiba (−13,0 ± 9,5) lx, k = 2. A kalibrálási bizonyítványnak rögzítenie kell a fényforrás spektrális eloszlását és a mérési geometriát, mert a korrekció nem feltétlenül vihető át korlátozás nélkül más fényforrásokra.
6. Megfelelőségi döntés és védősáv
Ha a műszerre ±2,0% megengedett relatív hiba vonatkozik, a puszta −1,30%-os eredmény alapján megfelelőnek tűnik. A döntési szabály azonban meghatározhatja, hogy a teljes bizonytalansági intervallumnak a tűrésen belül kell maradnia.
|δE| + U = 1,30% + 0,95% = 2,25%
Ebben az esetben a konzervatív, U-alapú védősáv szerint a megfelelő minősítés nem adható ki. Egyszerű elfogadás esetén viszont a műszer megfelelne. A döntési szabályt ezért a mérés előtt kell rögzíteni.
7. ISO/IEC 17025 szerinti auditálhatóság
Az auditálható költségvetésből visszakövethető a mérendő mennyiség, a mérési modell, valamennyi adatforrás, az alkalmazott korrekció, a korrelációk kezelése, a költségvetés verziója és az alkalmazhatósági tartomány.
Az A típusú kalibrációs forrással meghatározott fotometriai skálakorrekció nem tekinthető automatikusan minden LED- vagy keskeny sávú fényforrásra érvényesnek. A spektrális responsivitás és a forrásspecifikus korrekció külön metrológiai feladat.