机动车灯光及信号装置测光实验室考查报告

２００６年ｌ２月　灯与照明　第３Ｏ卷第４期　机动车灯光及信号装置测光实验室考查掇告　陈昌鸿，黄强　（重庆市计量质量检测研究院。重庆４￣０２０）　摘要：机动车（汽车、摩托车等）灯光照明装置（前照灯、前雾灯等）和光信号指示装置（前后位置灯、　前后转向灯等）的配光性能是保证行车安全的一项重要指标，国家强制性安全标准对上述各类产品配　光性能的要求、测试方法等作出了明确的规定。笔者在对重庆市部分重点摩托车生产企业测光实验　室的考查中发现了诸多有关测量方法、测量仪器性能及测量仪器配置等方面值得探讨的问题，并对相　关问题提出了改进建议　关键词：机动车灯光照明装置；测光方法；测量仪器　Ｏ　引言　温为２　８５６　Ｋ）。　光度测量前照灯、光信号装置均采用屏幕法，具　机动车（汽车、摩托车等）的灯光照明装置由前　体测量方法和要求在标准中均有明确规定。　照灯、前雾灯和倒车灯组成；光信号装置包括前后位　特别应注意的是：两个国家标准均是参照ＥＣＥ　置灯、前后转向灯等。机动车灯光照明装置和光信　法规修订和制订的，在最主要的配光要求等技术参　号装置良好的配光性能是行车安全的重要保证。作　数和指标方面均等效或等同于ＥＣＥ法规。　为重庆市支柱产业之一的摩托车产业，近年来主要　生产企业在产量提高的同时，对产品质量亦日益重　２测光实验室现状　视，相继斥巨资组建了企业产品检测中心，其中也包　为了检验前照灯和光信号装置的配光性能（光　括测光实验室。但据笔者所知，这些测光实验室的　度和色度）是否符合标准要求，测光实验室主要应配　使用却不尽人意。应要求，笔者对重庆市部分重点　置三大类仪器：配光性能（光度）测试系统、色度测试　摩托车生产企业的测光实验室进行了考查，考查中　系统和亮度计。　发现了诸多有关测量方法、测量仪器性能和测量仪　２．１前照灯配光性能（光度）测试系统　器配置等方面值得探讨的问题。本文将以摩托车前　在所考查的四个测光实验室（＃１，＃２，＃３和ｌ＃　照灯和光信号装置的测试为例进行分析和讨论。　４）中，＃１建于１９８０年，采用屏幕法，实验室长、宽、　ｌ　国家标准要求　高均符合屏幕法要求，在屏幕上的每一个测量点均　配置了一台照度计，由于采样点多，半自动测量，测　我国目前摩托车前照灯和光信号装置产品的配　量时间较长，但从方法而言其基本符合标准要求。　光性能主要执行两个国家标准，即：　由于企业的原因，该测光实验室已基本停用。＃２　ＧＢ　５９４８—１９９８摩托车自炽丝光源前照灯配光　为１９９０年日本原装进口（合资企业），＃３和＃４建　性能；　于２ｏｏＯ年后，分别为国内单位研制。三个实验室配　ＧＢ　１７５１０—１９９８摩托车光信号装置配光性能。　光性能（光强分布和照度分布）测试系统测量原理基　两个标准均为强制性国家标准。　本相同，均是用旋转法测量代替标准规定的屏幕法　两个标准对前照灯和光信号装置配光性能的要　逐点测量，即将一只探测器固定在ＨＶ点，计算出屏　求分为光度（发光强度、照度和亮度）和色度（光色）　幕上各测量点到ＨＶ点所需转动的水平角度、垂直　两部分。　角度，由步进电机带动两维旋转工作台及其上的灯　标准规定色度测量按ＧＢ／Ｔ　７９２２—１９８７《照明光　具作水平、垂直转动，将被测量点移动至ＨＶ点进行　源颜色的测量方法》的规定，可以使用光谱光度法　数据采集。与日本１９９０年仪器相比，国内２０００年仪　（分光法）或刺激值直读法（积分法），对测量所用标　器在测量原理、控制方式等方面无实质性突破，器件　准光源均规定应采用符合ＧＢ／Ｔ　３９７８—１９９４《标准照　制造、操作方便和电压稳定性等方面还稍逊于前者。　明体及照明观测条件》规定的标准照明体Ａ光源（色　旋转法测量相对于原始的屏幕法逐点测量（多　・６　’　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００６年ｌ２月　灯－９照明　第３０卷第４期　照度汁）在采样速度、数据处理等方面有一定优势。　平轨道和一垂直升降杆，也可将一个探测器移动到　各测量点，进行各测量点的数据采集。这样各测量　点的被照状态不会被改变，探测器车的定点移动偏　差应远低于旋转法测量中角度移动控制的微小误差　所造成的被测量点在配光屏上的位移偏差，同时屏　幕轨道、遥控探测器车制造及相应自动控制技术和　国内资料多是对旋转法仪器性能的研制报告或介　绍，笔者未见到两种方法的对比测试报告，即旋转法　测量与标准规定的屏幕法测量的符合性报告。笔者　认为旋转法测量在以下几方面值得探讨：　１）屏幕上除ＨＶ点外，其它被测量点的受照状　态均被不同程度的改变。以２２５０Ｒ点为例，设灯具　发光中心为０，ＨＶ点为ｌ，２２５０Ｒ点为ｌ　，其一当探测　遥控技术的成本将不会高于一个高精度的两维旋转　工作台及其控制系统，而最重要的一点是该方法完　器位于ｌｎ点时，灯具光束是以一定角度入射至探测　器表面的，而当探测器位于ＨＶ点（１点），按计算角　度将ｌ０点旋转到位后灯具光束是垂直入射至探测器　表面的，探测器的余弦特性将有影响；其二按计算角　度水平旋转只能将Ｏｌ０方向的光束平移至０ｌ方向，　而不能将ｌ。点平移至ＨＶ点，因为Ｏｌ　不等于０ｌ，光　强一定时照度与距离是平方反比关系，除非可以证　明０ｌ　不等于０ｌ因素可以忽略，否则应进行相应修　正。　２）旋转法测量中角度的控制准确度非常重要，　计算机和步进电机理论上可达到一定准确度，但转　动的实现最终还是要靠机械传动装置。齿轮间的间　隙和空位必定影响准确度。某研制单位的报告中称　角度控制准确度可达０．０１。，但是，即使０．０１。的角度　偏差，就可使测量点在２５　ｍ远屏幕上产生近５　ｍｉｌｌ　偏移。探测器有效接收面直径约为１０　ｍｍ左右，这　一角度偏差就将使被测量点偏移出探测器中心。　３）角度零位（灯具的光中心）的确定也是影响　测量点角移动的重要因素，有的仪器采用了激光器　对灯具的中心定位，这里需要注意的是灯具的几何　中心和灯具测量时发光中心的区别。标准规定配光　测试前的基准是以灯具的远、近光在配光屏上的分　布来进行调整的，而与灯具的几何中心无关，所以测　量前用激光器对灯具的几何中心定位基本上无实际　意义，因为即使定了位，在进行配光测试前的基准调　整时起始定位必将被破坏，究竟是以何点作为角度　移动的原始零点，部分仪器的说明书中未作相关说　明，所以按计算机显示角度进行角移动很难说是否　将测量点方向移动到了Ｏｌ方向。　综上述，旋转法测量中角度移动控制中的微小　误差，将会使被测量点在配光屏上的移动产生不可　忽略的偏差而影响到测量结果。实际上在自动控制　技术和遥控技术高度发达的２０００年代，用屏幕轨道　法测量应该更科学、更符合标准规定也更容易实现。　即在配光屏上将各测量点用特制轨道进行连接，一　个探测器车在轨道中作定点移动或在屏幕前置一水　全符合标准规定。　２．２亮度测量　摩托车光信号装置配光性能中只有后牌照灯要　求的是亮度均匀性。为测量亮度样２实验室配置了　一台彩色亮度计（成像式亮度计），样３和＃４均配置　的为国内同一单位生产的后牌照灯亮度测量装置　（～种遮光筒式亮度计及探测器固定架）。成像式亮　度计（也曾称非接触式亮度计）和遮光筒式亮度计　（也曾称接触式亮度计）虽同为亮度测量仪器，但它　们的测光原理却不相同（具体区别本文不作赘述）。　它们的名称基本代表了其测光原理，曾用名基本代　表了其使用方法。成像式亮度计适用范围宽，使用　不受限制，价格相对较高，多为国外进口；遮光筒式　亮度计适用范围相对较窄，使用受限制，但价格较　低，国内制作已达一定水平。考查中＃３实验室人　员婉转地说该装置基本未使用过，而样４的人员则　说从来未使用过。究其原因有二，其一因为后牌照　灯亮度均匀性测量要求后牌照灯与牌照板托架位置　要相对固定，测量面位于牌照板托架上牌照位置前２　ｍｍ，各种不同的车型这种相对关系均不相同，牌照　板托架的形状与尺寸也不相同，但相同的是在后牌　照灯或牌照板托架位置处均无法固定这种后牌照灯　亮度测量装置所必需的探测器固定架；其二即使固　定了该固定架，该固定架也将对后牌照灯对牌照位　置前测量面的照射产生遮挡而影响到测量结果。遮　光筒式亮度计的测光原理和使用要求决定了其不适　用于后牌照灯亮度均匀性测量，为保证使用要求应　配置成像式亮度计。　２，３　色度测量　如前述袢２实验室配置为彩色亮度计，可同时　进行亮度和色度（色品座标）测量，其性能满足标准　规定要求。＃３和＃４均配置国内同一单位生产的　色度测量系统。该系统采用光谱光度法（分光法）测　色，为同时进行灯泡光电参数的测量，还配置了　１　ｍ　积分球。　该系统配置基本满足测色要求，但不足之处是　・　７　・　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００６年１２月　灯－９照明　第３Ｏ卷第４期　未按标准要求配置系统校准用标准光源，即符合　测量机动车前照灯配光性能的仪器与日本１９９０年　ＧＢ／Ｔ　３９７８—１９９４规定的标准照明体Ａ光源（色温为　２　８５６　Ｋ的分布温度标准灯），仅配置了一只卤钨灯泡　作为系统校准用光源。为降低制作成本，作为方法　而言用已知色温的卤钨灯泡替代标准照明体Ａ光　代的同类仪器相比并不具备先进性。建议研制和配　置采用屏幕轨道法的配光性能测试仪器，与ＥＣＥ国　家接轨。　３．２配置遮光筒式亮度计用于后牌照灯亮度均匀　性测量是不恰当的，应配置成像式亮度计。　３．３色度测量仪器的光谱灵敏度校准是保证测色　准确度的重要条件，应按规定配置符合要求的测色　标准灯，并应在使用说明书中祥细说明仪器光谱灵　源，用普朗克公式计算替代灯的相对光谱功率分布　用于系统光谱灵敏校准应该：是可行的，但前提是替　代的卤钨灯泡必须具备作为“测色标准灯泡”的基本　条件，同时相关参数（定点色温、总光通量等）必须经　国家法定计量检定部门检定；而且仅配备一只是不　够的，至少需要两只，用于系统校准的检查。　２．４光（色）度计量器具的周期检定　上述光（色）度计量器具按国家计量器具的管理　规定，均应进行周期检定或自校。亮度计和光谱辐　射计（或测色标准灯）可按国家计量检定规程的规定　进行并朔源至国家计量基准。配光性能测量系统的　检定（或校准）笔者认为至少应包括两部分，即角度　转动部分和光度测量部分。群２、＃３和＃４实验室　仪器使用说明书中均未提供角度转动部分的检定　（或校验）方法，使用中机械传动部件的磨损或位移　均无法检查。光度测量部分样２和３｝｝实验室采用　独立的照度计，直接从照度计输出采集数据；＃４实　验室光度测量部分采用组合式，即将照（光）度计的　运放部分裸装在机箱内，前照灯配光测试、光信号装　置配光测试和灯泡光通量测试共用一个数显面板　表，分别处理和显示二个照度探头和一个光度探头　的信号，这种配置可进一步降低成本。照度计可按　国家计量检定规程的规定进行周期检定并朔源。　３结论与建议　综上述可得出如下结论：　３．１　国内仪器制造商２０ｏ０年代研制的采用旋转法　－　８　・　敏度校准的条件、方法和步骤。　３．４熟练的专业测试人员是发挥实验室作用的重　要保证，如前述测光实验室的使用不尽人意，测试人　员的专业技术水平是一个重要因素。所考查的四个　实验室均无专业专职光（色）度测试人员，其中除＃３　实验室测试员经过总公司的短期光度测试培训，具　备一定光（色）度测试基本知识外，其它实验室测试　人员几乎不具备光（色）度测试基本知识，特别是色　度测试。相关测试技术资料也十分缺乏，如前述两　个强制性国家标准中的引用标准如ＧＢ／Ｔ　７９２２—　１９８７等现场均没有。要想充分发挥实验室的作用，　企业应完备相关技术资料并加强测试人员的技术培　训。　３．５建议企业在检测中心的建设中采用国际通行　的招、投标方式，利用社会各界的专业技术资源，充　分了解相关领域的技术发展状况和技术要求，并在　标书中规定相关的验收条款。这样可避免不恰当的　低水平重复建设和不必要的质量纠纷。　４　后　已　上述拙论仅是笔者考查部分测光实验室后的一　家之言，供相关人士参考，不当之处敬请指教，不胜　感谢。