随着LED制造工艺的成熟，其输出光效不断提高, 已经达到了100lm/W 以上。LED被广泛用于照明、信号指示和显示设备中，生产和使用者需要准确的测量LED的各种光学参数。但是LED体积形状、光通量量值、光谱、空间光强分布同传统光源明显地不同，传统的白炽灯标准不能满足LED测量的需要, 将光度量值传递到LED标准管是一项十分繁杂的工作。LED的制造商在生产过程中进行产品的质量控制主要涉及到近场、远场发光强度、总光通量、色品坐标、主波长这几项参数。测量LED的光色参数所使用的测量仪器主要有光度计、光谱辐射光度计、球形光度计。测试中颜色参数的测量均使用光谱辐射光度计，光度参数的测量使用光度计或光谱辐射光度计，目前量值的传递多采用传统的白炽光源。由于所使用的仪器质量参差不齐，以及从业人员的经验不足，因此即使用同样一只白炽光源进行量值传递，不同仪器之间测量结果的偏差甚至高达20%～50%。因此建立LED专用计量标准，直接使用标准LED管进行量值传递，提高测量结果的一致性，是我国LED计量测试工作发展的必由之路。

1 LED测量的国际发展动向

国际照明委员会CIE 127 号文件“Measurment of LEDs”是国际上进行LED单管测量的指导性文件，其中详述了LED光度、色度量值的定义、测量方法、量传方法、测量仪器的要求。文中多次强调对于一般的用户最好采用完全替代的方法进行测量，所使用的标准应该由国家实验室进行标定。采用这种方法，用户在测量过程中不需要考虑任何修正，就可以得到可靠的测量结果，可大大提高LED测量结果的一致性，降低了对设备和人员的要求，但是用户必须送检多个标准。国家实验室具有顶尖的仪器设备，专门的研究人员，可对各种LED提供准确的测量。国际上著名的计量机构美国标准技术研究院NIST, 英国国家物理实验室NPL, 德国物理技术研究院PTB目前都声称提供对各种LED光、色参数的校准服务。为了统一全国的量值, 进行LED量值的准确传递, 中国计量科学研究院开展了LED 光、色参数的测量研究, 建立了平均发光强度、总光通量、色品坐标、主波长等颜色参数测量装置，可对各种LED的量值进行准确测量，并研制出六组LED标准管，对其进行了量值复现，该标准管可同时用做LED量值的保存和传递。

2 中国计量科学研究院LED测量标准装置

2.1 LED 平均发光强度的测量装置

LED 发光强度的测量不同实验室之间的偏差会高达40%～50%, 而传统光源的差别仅为百分之几, 这主要是因为LED 的前端为一个环氧树脂的光学透镜, 因此LED 不能被看作点光源，不遵循传统的距离平方反比定律。在测量过程中LED管与探测器的距离以及探测器光阑面积的大小即几何条件的不同会造成测量结果的明显偏差。为了提高测量结果的一致性，CIE-127号文件(LED的测量)规定了近场和远场两种测量条件, 规范了测量的几何条件。

近场发光强度(条件B)：光度探测器的光阑面积为100mm2, 探测器表面距离LED管前表面的距离为100mm。即立体角为0.01sr，平面角约6.5°。

远场发光强度(条件A)：光度探测器的光阑面积为100mm2, 探测器表面距离LED管前表面的距离为316mm。即立体角为0.001sr, 平面角约2°。

测量过程的技术难点在于准确调整LED的几何位置，使被测LED的几何轴线垂直于光度探测器的表面，并准确调整二者之间的距离，因为在近场条件下被测LED与探测器之间的距离仅为100mm,如果距离的偏差为1mm，测量结果的偏差约为2%。

LED发光强度测量装置采用精密线性导轨和光栅尺准确测量探测器和LED之间的距离，距离的测量误差小于0.1mm; 研制了专门的光学成像系统准确调整LED的几何位置，采用LMT 公司生产的LED520 光度计，其光谱失配匹配误差f1<1%。在此测量装置上标定了一组LED包括红、绿、蓝、白四种颜色作为量值传递的标准。LED发光强度测量装置的不确定度为2.0%～5.0%（k=2）。

2.2 LED 总光通量的测量装置

测量LED总光通量的方法可分为绝对法和相对法两类。通常，绝对法是测量光源发光强度的空间分布，再由此计算得出光源发出的总光通量。这种方法原则上对任何种类的光源均适用，能够达到高准确度。但是所用测量装置—分布光度计比较复杂、价格贵，而且测量和计算都费时费力。因此这种方法主要用于建立计量基准、标准和不宜用相对法测量的光源。

相对法是将被测光源与总光通量己知的标准光源进行比较而求得总光通量的方法。目前常用的测量仪器是球形光度计。这种方法测量和计算都简单易行，因而被广泛采用。但是需要已知总光通量的同类标准光源，因此只有在特定条件下才能达到高准确度，有一定局限性。

中国计量科学研究院采用自行研制的小型分布光度计进行LED总光通量量值的复现和绝对测量，球形光度计进行光通量量值的传递。LED光通量测量装置的测量不确定度为2.0%～3.6%（k=2）。在小型分布光度计上测量了一组标准管的总光通量量值，并在球形光度计中进行了比对测量，测量结果见下表。

　　　由上表可见通量常数对平均值的相对偏差均不大于0.42 %，实验标准差s=0.24%。说明总光通量绝对测量装置（分布光度计）、球形光度计测量装置运行可靠，重复性良好。

　　2.3 LED的颜色参数的测量

　　颜色的精确测量与表示不仅涉及照明、观察条件等诸多物理因素，而且直接与人的视觉生理密切相关。为了使测量结果不受个体因素的影响，国际照明委员会（CIE）根据若干专家的实验研究结果，规定了颜色测量原理、基础数据和计算方法，来规范颜色测量。称作CIE标准色度系统。这是一种混色系统，叫做三色表色系统。

　　要得到LED的颜色特性首先要测得其光谱功率分布P(λ)，需要将各色光从混合的光中区分出来进行测定，一般可以采用棱镜和光栅实现。

　　中国计量科学研究院采用双单色仪建立了部分空间光谱特性测量方式和全空间光谱特性测量方式，两种方式的颜色参数测量装置，可用于各种LED的颜色参数的准确测量。