一种可以实现高速照度和亮度测量的方法

      照度计通常用来采集光源（比如办公室LED）的照度、色温和色品坐标，亮度计通常用来显示器的亮度、色品坐标和色温。照度计/亮度计的探测器通常采用自动积分的方式采集光信号，然后通过数据处理，进而计算出测试光源的照度、亮度、色温和色品坐标等参数。常规的照度计/亮度计的测试时间通常在0.5～15秒，如果要以毫秒级的速度实时监控光源的照度和亮度，常规的仪器就无能为力了。

     CL300照度计和CI300色彩分析仪可以非常方便的实现毫秒级的速度实时监控光源的光强变化，并进一步计算Flicker，下面详细说明使用过程。

一 CL300/CI350仪器概况

     CL300色彩照度计采用CIEXYZ滤光片+CMOS传感器的方式进行光信号采集，可测量光源照度、色温、色品坐标、主波长、色容差、黑体偏离、颜色纯度等指标，测量量程最高可达200000 lx。仪器有常规测量模式、连续测量模式、高速测量模式(3毫秒)。仪器配有专业电脑上位机软件HIQC，也可以连接手机APP。仪器为探头式设计，可通过蓝牙或TypeC USB或串口连接到其他设备上，非常适合做为光学模组在嵌入到自动化设备上。

    CI300色彩分析仪采用CIEXYZ滤光片+CMOS传感器的方式进行光信号采集，可测量光源（显示器）亮度、色温、色品坐标、色域、色容差、颜色纯度等指标，测量量程最高可达200000 cd/㎡。仪器有常规测量模式、连续测量模式、高速测量模式(3毫秒)。仪器配有专业电脑上位机软件HIQC，也可以连接手机APP。仪器为探头式设计，可通过蓝牙或TypeC USB或串口连接到其他设备上，非常适合做为光学模组在嵌入到自动化设备上。

图  1

二 测试环境搭建

      以CL300色彩照度计说明如何实现高速光度数据的测量。

      如图2所示，准备CL300色彩照度计和在PC端串口助手之类的工具软件，或者自行编写PC端串口通讯软件。

图  2

三 使用方法 

     3.1 CL300/CI300仪器，开启快速测量模式(CMD MODE 打勾)，如图3所示。

   （注:如果要使用HIQC上位机，需关闭快速测量模式，二者通讯模式不一样）

图 3

     3.2 CL300/CI300仪器通过USB数据线和PC电脑USB接口连接。（WIN10及以上操作系统自带CL300/CI300通讯驱动）

     3.3打开串口助手软件，配置如图4所示（波特率115200）。

图 4

     3.4 当仪器和串口工具软件连接通讯正常，可以通过串口助手软件向CL300/CI300发送开始测试指令，仪器接收到测试指令后将以2.5毫秒/次的采集频率实时采集光源的光度数据，并存储在缓冲区，并向串口工具软件发送:

     A.命令都需要添加换行

     B.开始测量命令：

meas -x 1 -i 0 -g 8

      3.5 当数据采集完成，通过串口助手软件向CL300/CI300发送停止测试指令：

      A.命令都需要添加换行

      B.停止测量命令：

       meas -x 0

      3.6 串口助手软件读取数据后，可以将数据导出处理：

串口助手软件向仪器发送命令后，仪器开始数据采集，单条记录输出如下：“352078,224792”。记录表示意义说明如下：

      逗号前面为时间戳，表示仪器开机以来经过的毫秒数；

      逗号后面为测量照度/亮度值乘以1000；所以实际照度/亮度 = 224792 * 0.001。

    “352078,224792”表达的意思是: 第352078ms，仪器采集的照度/亮度数据是：224792 * 0.001。

      将多条上述数值整理，即可得到测试光源光强随时间变化的毫秒级响应图，对该响应曲线做傅立叶变换，可得到测试光源的频率响应图，进而可计算光源的Flicker响应。

      3.7 CL300/CI300仪器常规工作模式为自动积分测试测量，当完成高速测量后，可关闭快速测量模式。

       如图3，取消”CMD MODE”的选中符号，即关闭高速测量模式，此时仪器可进行常规的自动积分测量，可连接PC上位机和手机APP。

.四 测试实例 

        如图3、4所示，笔者使用CL300色彩照度计测量办公室照明LED,数据整理如图5所示：

图 5