Bild: DUT-Konfigurationen zur Simulation verschiedener Leuchtengrößen.

Bild: DUT-Konfigurationen zur Simulation verschiedener Leuchtengrößen. GL Optik

Leuchtgröße: Ulbrichtkugeln sind Hohlkugeln mit einer innen diffus reflektierenden Oberfläche. Sie werden als Messwerkzeuge für die Erfassung des Lichtstroms von Lichtquellen und Leuchten eingesetzt. Für LED-Messungen gemäß dem CIE-S 025/2015-Standard sind bestimmte Größenanforderungen definiert. So dürfen Messobjekte (DUT = Device Under Test), welche im Zentrum der Ulbrichtkugel (benannt nach dem deutschen Ingenieur Richard Ulbricht) installiert sind – man spricht hier von einer 4π-Messgeometrie – nur eine Gesamtfläche von maximal zwei Prozent der Kugelinnenfläche aufweisen. Das entspricht einem würfelförmigen DUT mit einer Seitenlänge von 1/10 des Kugelinnendurchmessers. Bei einer 2π-Geometrie, das heißt bei der Befestigung des DUT an der Kugelöffnung, darf der Durchmesser der Messöffnung nicht mehr als 1/3 des Kugelinnendurchmessers betragen.

Kurz gesagt, bei einer 4π-Messgeometrie und einer Ulbrichtkugel mit 1 m Durchmesser darf das DUT eine maximale Seitenlänge von 10 cm aufweisen. Folglich können nur sehr kleine Lichtquellen in einer vergleichsweise großen Ulbrichtkugel gemessen werden. Große Lampen und Leuchten benötigen eine noch deutlich größere Ulbrichtkugel, teilweise mit über 3 m Durchmesser, oder die Nutzung von Goniometern, um CIE-konform zu messen. Beide Varianten sind kosten- und platzintensiv und deshalb für viele Unternehmen unrentabel. Was also passiert, wenn die „goldene Regel“ hinsichtlich des Kugeldurchmessers nicht eingehalten wird beziehungsweise werden kann?

Erwartete Messunsicherheit

Wird nicht gerade der Status eines akkreditierten Labors angestrebt, prüfen in der Praxis Unternehmen nach eigenen Richtlinien und Vorgaben. So kommt es vor, dass Leuchten gemessen werden, die bis zu 30 Prozent des Kugeldurchmessers ausmachen. Die erwartete Messunsicherheit bei dieser Vorgehensweise liegt dann zwischen drei bis vier Prozent. Bei vergleichsweise kleinen Kugeln und großen Messobjekten nimmt dieser Messfehler zu, da das DUT die Kugelreflexion und somit die Messgenauigkeit einschränkt.

Die im Folgenden aufgeführten Tests belegen eine geringe Messunsicherheit bei Abweichung der empfohlenen Kugel- und DUT-Größe nach CIE.

Auf der nächsten Seite wird der Messaufbau beschrieben

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