灯具配光性能测试系统中自动转台转角的校准

朱绯红 钱征宇

(江苏省计量科学研究院，南京 210046)



灯具配光性能测试系统中自动转台转角的校准

朱绯红 钱征宇

(江苏省计量科学研究院，南京 210046)

介绍一种校准方法。利用常规的计量器具电子经纬仪、光学倾斜仪作为标准器校准灯具配光性能测试系统中自动转台转角。用该方法与用激光跟踪测量系统对自动转台转角进行测量得到的结果进行比较，证明方法可行。

自动转台;水平转角；垂直转角；电子经纬仪；光学倾斜仪

0 引言

配光性能是机动车灯具产品(前照灯、转向灯、后牌照灯等等)和摩托车灯具产品(车牌照灯、位置灯)性能中一项最重要的技术参数，直接影响到车辆和人身的安全，因此产品生产厂家以及用户都非常重视灯具配光性能的检测。尽管这些灯具配光性能测试方法很多，但目前应用最广的是利用灯具旋转法来检测灯具配光性能。

1 灯具旋转法的工作原理

灯具旋转法的工作原理：将被测灯具固定在配光性能测试系统的自动转台上，转动工作台使灯具在水平和垂直面转动规定的角度，在规定距离R处的探测器的法线与灯具的光度中心法线同轴，用探测器测量距离灯具光度中心R处的照度E，再乘以距离R的平方，得到灯具在指定方向上的发光强度I。要完成灯具配光性能测试，该测试系统必须提供准确的水平转角和垂直转角。这对系统的自动转台转角提出很高的要求。其工作原理图见图1所示。

2 灯具配光性能测试系统自动转台的转角计量性能要求

灯具配光性能测试系统的重要组成之一—自动转台,该转台能实现灯具在水平和垂直方向转动和角度精确定位。一般灯具配光性能测试系统水平转动范围为±180°，垂直转动范围为±90°。就目前所校过灯具配光测试系统自动转台，转角误差要求一般在±0.10°～±0.25°之间。

1.激光校准器；2.探测器；3.灯具；4工作台图1 灯具旋转法的工作原理图

3 灯具配光性能测试系统自动转台的转角校准方法

由于灯具配光性能测试系统体积较大，不可能将自动转台送到计量检定部门进行检测，都是现场检测。最好的测量方法:用激光跟踪测量系统校准转台转角。主要优点：一是既能实现水平转角测量又能实现垂直转角测量；二是操作方便。但该设备较昂贵，95%以上的计量检定部门暂不具备该设备。

下面介绍一种利用常见的计量器具也能校准灯具配光性能测试系统自动转台转角。

方法：利用分辨力为1″或5″电子经纬仪校准灯具配光性能测试系统的水平转角；用分度值为1′光学倾斜仪校准配光测试系统的垂直转角。具体步骤如下：

3.1 水平转角校准方法

1)自动转台的水平角和垂直角置零，然后把电子经纬仪放置在自动转台的工作台上，旋转电子经纬仪的脚旋钮，使经纬仪的圆水泡居中，然后将工作台分别旋转+90°、+180°、-90°-180°处，观察水泡是否居中，若不居中，调节配光测试系统的安装螺丝，确保工作台水平。

2)旋转电子经纬仪的脚旋钮，使长水准器水泡居中。松开水平止动手轮，转动360°，观察长准器水泡是否始终居中，如不居中，反复旋转电子经纬仪的脚旋钮，直至在360°范围内，使长准器水泡始终居中。目的使电子经纬仪转动的水平面与自动转台的工作面平行。

3)打开配光性能测试系统自带的激光校准器，该激光校准器发出的激光垂直于自动转台水平转动的轴线。通过移动水平工作台X轴和Y轴以及调节工作台的升降高度，使激光打在电子经纬仪一边横轴中心标志“+”，松开水平止动手轮，转动180°,观察激光束是否打到另一边横轴中心标志“+”，若不重合，通过移动工作台X轴和Y轴位移量，直至激光打到两边的“+”重合，目的是工作台水平转动的轴与电子经纬仪水平转动的轴重合。

4)将带有一个十字线的一张白纸贴在配光测试系统正前方的墙上，并用一个灯具照亮。转动瞄准用望远镜，使目标十字线在目镜视场内，转动望远镜调焦手轮，使目标十字线清晰,旋紧望远镜,再转动目镜调焦手轮,使分划板上十字丝和目标十字线清晰，移动水平微动手轮，使目标十字线夹在目镜双根竖丝中央。测量的示意图见图2。

图2 测量水平转角的示意图

(1)

3.2 垂直转角校准方法

用专用夹具将光学倾斜仪固定在工作台上，将自动转台的水平角和垂直角置零，转动光学倾斜仪纵向水准器，使纵向水准器水泡居中，并在光学倾斜仪上读得起始值x0，在垂直方向正向转动工作台到相应的受校点，再次转动光学倾斜仪纵向水准器，使纵向水准器水泡居中并进行读数xi正，则受校点i正向上的测量值bi正按公式(2)计算得到：

bi正=xi正-xo

(2)

(3)

4 校准实例

校准一台全自动配光测试系统(型号：sms 10h，制造厂家：OPtronik),产品的技术说明书上转角要求±0.10°，用电子经纬仪(分辨力为1″)校准水平转角，测量数据见表1，用光学倾斜仪测量垂直转角的测量数据如表2。

德国厂家利用激光跟踪系统对该设备进行验收的水平转角和垂直转角测量数据分别见表3和表4。

表1 用电子经纬仪测量水平转角的测量数据

表2 用光学倾斜仪测量垂直转角的测量数据

表3 用激光跟踪测量系统测量水平转角的测量数据

表4 用激光跟踪测量系统测量垂直转角的测量数据

我们分别将表1和表3、表2和表4进行比较：水平转角：测量结果最大相差0.023°，垂直转角：测量结果最大相差0.025°。根据公式求得归一化误差En

水平转角：

垂直转角：

5 结束语

本文结合自己的工作经验，介绍用常规的计量器具——电子经纬仪、光学倾斜仪校准灯具配光性能测试系统自动转台转角，在没有激光跟综仪设备的情况下找到了一种可替代的校准方法供从事该项工作的同行们参考。

[1] 国家质量监督检验检疫总局.JJF 1083—2002光学倾斜仪校准规范,2002

[2] 国家质量监督检验检疫总局.JJG 414—2011光学经纬仪检定规程,2011

[3] 国家质量监督检验检疫总局.JJF 1033—2008计量标准考核规范,2008

[4] 张卫东.电子经纬仪水平测角精度的评定探讨.计量技术,2007(9)

10.3969/j.issn.1000-0771.2015.11.15