隨著LED制造工藝的成熟，其輸出光效不斷提高, 已經(jīng)達到了100lm/W 以上。LED被廣泛用于照明、信號指示和顯示設(shè)備中，生產(chǎn)和使用者需要準確的測量LED的各種光學(xué)參數(shù)。但是LED體積形狀、光通量量值、光譜、空間光強分布同傳統(tǒng)光源明顯地不同，傳統(tǒng)的白熾燈標準不能滿足LED測量的需要, 將光度量值傳遞到LED標準管是一項十分繁雜的工作。LED的制造商在生產(chǎn)過程中進行產(chǎn)品的質(zhì)量控制主要涉及到近場、遠場發(fā)光強度、總光通量、色品坐標、主波長這幾項參數(shù)。測量LED的光色參數(shù)所使用的測量儀器主要有光度計、光譜輻射光度計、球形光度計。測試中顏色參數(shù)的測量均使用光譜輻射光度計，光度參數(shù)的測量使用光度計或光譜輻射光度計，目前量值的傳遞多采用傳統(tǒng)的白熾光源。由于所使用的儀器質(zhì)量參差不齊，以及從業(yè)人員的經(jīng)驗不足，因此即使用同樣一只白熾光源進行量值傳遞，不同儀器之間測量結(jié)果的偏差甚至高達20%～50%。因此建立LED專用計量標準，直接使用標準LED管進行量值傳遞，提高測量結(jié)果的一致性，是我國LED計量測試工作發(fā)展的必由之路。

1 LED測量的國際發(fā)展動向

國際照明委員會CIE 127 號文件“Measurment of LEDs”是國際上進行LED單管測量的指導(dǎo)性文件，其中詳述了LED光度、色度量值的定義、測量方法、量傳方法、測量儀器的要求。文中多次強調(diào)對于一般的用戶最好采用完全替代的方法進行測量，所使用的標準應(yīng)該由國家實驗室進行標定。采用這種方法，用戶在測量過程中不需要考慮任何修正，就可以得到可靠的測量結(jié)果，可大大提高LED測量結(jié)果的一致性，降低了對設(shè)備和人員的要求，但是用戶必須送檢多個標準。國家實驗室具有頂尖的儀器設(shè)備，專門的研究人員，可對各種LED提供準確的測量。國際上著名的計量機構(gòu)美國標準技術(shù)研究院NIST, 英國國家物理實驗室NPL, 德國物理技術(shù)研究院PTB目前都聲稱提供對各種LED光、色參數(shù)的校準服務(wù)。為了統(tǒng)一全國的量值, 進行LED量值的準確傳遞, 中國計量科學(xué)研究院開展了LED 光、色參數(shù)的測量研究, 建立了平均發(fā)光強度、總光通量、色品坐標、主波長等顏色參數(shù)測量裝置，可對各種LED的量值進行準確測量，并研制出六組LED標準管，對其進行了量值復(fù)現(xiàn)，該標準管可同時用做LED量值的保存和傳遞。

2 中國計量科學(xué)研究院LED測量標準裝置

2.1 LED 平均發(fā)光強度的測量裝置

LED 發(fā)光強度的測量不同實驗室之間的偏差會高達40%～50%, 而傳統(tǒng)光源的差別僅為百分之幾, 這主要是因為LED 的前端為一個環(huán)氧樹脂的光學(xué)透鏡, 因此LED 不能被看作點光源，不遵循傳統(tǒng)的距離平方反比定律。在測量過程中LED管與探測器的距離以及探測器光闌面積的大小即幾何條件的不同會造成測量結(jié)果的明顯偏差。為了提高測量結(jié)果的一致性，CIE-127號文件(LED的測量)規(guī)定了近場和遠場兩種測量條件, 規(guī)范了測量的幾何條件。

近場發(fā)光強度(條件B)：光度探測器的光闌面積為100mm2, 探測器表面距離LED管前表面的距離為100mm。即立體角為0.01sr，平面角約6.5°。

遠場發(fā)光強度(條件A)：光度探測器的光闌面積為100mm2, 探測器表面距離LED管前表面的距離為316mm。即立體角為0.001sr, 平面角約2°。

測量過程的技術(shù)難點在于準確調(diào)整LED的幾何位置，使被測LED的幾何軸線垂直于光度探測器的表面，并準確調(diào)整二者之間的距離，因為在近場條件下被測LED與探測器之間的距離僅為100mm,如果距離的偏差為1mm，測量結(jié)果的偏差約為2%。

LED發(fā)光強度測量裝置采用精密線性導(dǎo)軌和光柵尺準確測量探測器和LED之間的距離，距離的測量誤差小于0.1mm; 研制了專門的光學(xué)成像系統(tǒng)準確調(diào)整LED的幾何位置，采用LMT 公司生產(chǎn)的LED520 光度計，其光譜失配匹配誤差f1<1%。在此測量裝置上標定了一組LED包括紅、綠、藍、白四種顏色作為量值傳遞的標準。LED發(fā)光強度測量裝置的不確定度為2.0%～5.0%（k=2）。

2.2 LED 總光通量的測量裝置

測量LED總光通量的方法可分為絕對法和相對法兩類。通常，絕對法是測量光源發(fā)光強度的空間分布，再由此計算得出光源發(fā)出的總光通量。這種方法原則上對任何種類的光源均適用，能夠達到高準確度。但是所用測量裝置—分布光度計比較復(fù)雜、價格貴，而且測量和計算都費時費力。因此這種方法主要用于建立計量基準、標準和不宜用相對法測量的光源。

相對法是將被測光源與總光通量己知的標準光源進行比較而求得總光通量的方法。目前常用的測量儀器是球形光度計。這種方法測量和計算都簡單易行，因而被廣泛采用。但是需要已知總光通量的同類標準光源，因此只有在特定條件下才能達到高準確度，有一定局限性。

中國計量科學(xué)研究院采用自行研制的小型分布光度計進行LED總光通量量值的復(fù)現(xiàn)和絕對測量，球形光度計進行光通量量值的傳遞。LED光通量測量裝置的測量不確定度為2.0%～3.6%（k=2）。在小型分布光度計上測量了一組標準管的總光通量量值，并在球形光度計中進行了比對測量，測量結(jié)果見下表。

　　　由上表可見通量常數(shù)對平均值的相對偏差均不大于0.42 %，實驗標準差s=0.24%。說明總光通量絕對測量裝置（分布光度計）、球形光度計測量裝置運行可靠，重復(fù)性良好。

　　2.3 LED的顏色參數(shù)的測量

　　顏色的精確測量與表示不僅涉及照明、觀察條件等諸多物理因素，而且直接與人的視覺生理密切相關(guān)。為了使測量結(jié)果不受個體因素的影響，國際照明委員會（CIE）根據(jù)若干專家的實驗研究結(jié)果，規(guī)定了顏色測量原理、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和計算方法，來規(guī)范顏色測量。稱作CIE標準色度系統(tǒng)。這是一種混色系統(tǒng)，叫做三色表色系統(tǒng)。

　　要得到LED的顏色特性首先要測得其光譜功率分布P(λ)，需要將各色光從混合的光中區(qū)分出來進行測定，一般可以采用棱鏡和光柵實現(xiàn)。

　　中國計量科學(xué)研究院采用雙單色儀建立了部分空間光譜特性測量方式和全空間光譜特性測量方式，兩種方式的顏色參數(shù)測量裝置，可用于各種LED的顏色參數(shù)的準確測量。