浅析自然采光室内表面反射比测量的不确定度评定

浅析自然采光室内表面反射比测量的不确定度评定

沈慧

天津市产品质量监督检测技术研究院

摘要：反射比是从材质反射的漫反射光能的百分比。本文对用亮度计和标准白板测量室内表面反射比的不确定度进行评定。

关键词：反射比；亮度计；标准白板；不确定度

0 引言

反射比是从材质反射的漫反射光能的百分比。在GB/T5699-2017《采光测量方法》标准中有两种方法测量材料的反射比，分别为用亮度计和标准白板测量室内表面反射比和用照度计测量室内表面反射比。本文对用亮度计和标准白板测量室内表面反射比的不确定度进行评定。

1 试验方法

依据GB/T5699-2017《采光测量方法》，选择不受直射光影响的漫反射表面，用亮度计和标准白板的方法测量室内表面反射比。标准白板贴近被测表面，用亮度计读出标准白板的亮度，保持亮度计位置不变，移去标准白板，用亮度计读出同一位置被测表面上的亮度，用被测面亮度值除以白板亮度值后乘以标准白板的反射比后计算被测面的反射比。

2 试验用设备及相关技术参数

亮度计：精度为±（2.5%×显示值+2个字），分辨率0.01 cd/m2

标准白板：反射系数99.30%±1.6%（k=2）

3 测试数据

在测试时，选取室内不受直射光影响的漫反射表面，亮度计位置保持不变，分别测量标准白板的亮度和同一位置被测表面上的亮度，得到的测量结果见表1。

表1

4 测量不确定度评定

4.1 测量模型

反射比的测量模型为：

                      （1）

式中：为反射比；

为被测面亮度值，cd/m2；

为白板亮度值，cd/m2；

为标准白板的反射比。

4.2 方差与灵敏系数

（2）

对式（2）中各参数求偏导，得到各分量的灵敏系数：

4.3 不确定度分量的评定

（1）被测面亮度分量引入的不确定度

①被测面亮度的测量重复性不确定度分量

相同的重复性条件下，读取亮度计10次测量值，得到的测量值见表2。

表2

根据贝塞尔公式，不确定度为：

0.091 cd/m2                  （3）

式中：为第次测量值；

为个测量值的平均值；

为测量次数。

实际测试只进行1次测量，则：

=0.091 cd/m2

②测量被测面亮度时亮度计误差引入的不确定度分量

仪器准确度产生的不确定度，根据仪器技术指标，设备不确定为±（2.5%×显示值+2个字）=±（2.5%×81.32+0.02）=±2.053 cd/m2，为均匀分布，

cd/m2

③测量被测面亮度时亮度计分辨率引入的不确定度分量

仪器分辨率为0.01 cd/m2，其区间半宽为0.005 cd/m2，应为均匀分布，

cd/m2

（2）白板亮度分量引入的不确定度

①白板亮度的测量重复性不确定度分量

相同的重复性条件下，读取亮度计10次测量值，得到的测量值见表2。

表3

根据贝塞尔公式，不确定度为：

0.14 cd/m2                  （4）

式中：为第次测量值；

为个测量值的平均值；

为测量次数。

实际测试只进行1次测量，则：

=0.14 cd/m2

②测量白板亮度时亮度计误差引入的不确定度分量

仪器准确度产生的不确定度，根据仪器技术指标，设备不确定为±（2.5%×显示值+2个字）=±（2.5%×99.62+0.02）=±2.5105 cd/m2，为均匀分布，

cd/m2

③测量白板亮度时亮度计分辨率引入的不确定度分量

仪器分辨率为0.01 cd/m2，其区间半宽为0.005 cd/m2，应为均匀分布，

cd/m2

（3）由标准白板校准溯源引入的不确定度分量

查看标准白板的计量证书，测量不确定度为1.6%（k=2）

4.4 合成不确定度

=0.018

4.5 扩展不确定度

取包含因子k=2，扩展不确定度为：

=0.036

5 结束语

本文利用亮度计和标准白板对自然采光室内表面反射比进行测量，从测量重复性、仪器准确度、仪器分辨率等方面，选取一个被测表面测试点对其反射比的不确定度进行评定。最终结果被测表面反射比为0.81，不确定度=0.036，k=2。

参考文献

[1]JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》[S]

[2] GB/T5699-2017《采光测量方法》[S]