功能、作用介紹

　　該作品是一款適合于高校光電、電類相關(guān)專業(yè)教學的LED綜合特性測試實驗裝置，該裝置填補了LED專業(yè)教學的空白，通過該實驗裝置可以使學生更深入的了解LED電、光、色、熱等基本特性，達到實現(xiàn)實驗輔助教學的目的，也對社會推廣LED“綠色”照明具有極其重要的意義。

　　實驗系統(tǒng)采用模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(見圖1. 實驗裝置總圖)?？商峁╇妼W特性(見圖2.電學實驗?zāi)K裝置圖)、光空間分布特性(見圖3.光空間分布實驗?zāi)K裝置圖)、光度、色度特性(見圖4a.光度學實驗?zāi)K裝置圖、見圖4b.色度學實驗?zāi)K裝置圖)、熱特性(見圖5.熱特性測試實驗?zāi)K裝置圖)共四個模塊的特性測試實驗，涵蓋了LED的電、光、色、熱及其相關(guān)聯(lián)的特性參數(shù)。實驗過程中學生可根據(jù)需要，選擇系統(tǒng)中的某幾個部件搭建實驗裝置，進行LED某方面的特性測試。測試設(shè)置和控制通過專用軟件操作，在人性化的人機交互軟件實驗界面上，可實時測繪出LED的電流—電壓、電流—光通量、電流—發(fā)光強度、光空間分布的特性曲線。為使專業(yè)教學與實際生產(chǎn)緊密結(jié)合，系統(tǒng)測試參數(shù)的選擇參照課程教學大綱并結(jié)合重要的工業(yè)參數(shù)，測試原理嚴格按照國內(nèi)外現(xiàn)行權(quán)威的測試標準。

　　下面就各個模塊的功能與特點作簡單的介紹：

　　1.電學實驗?zāi)K：

　　LED電特性參數(shù)包括正向電流、正向電壓、反向電流和反向電壓，實驗用兩種方法測量：在程控恒流源驅(qū)動下測量LED的電壓和在程控恒壓源驅(qū)動下測量LED的電流。為了讓學生通過實驗直觀地觀察LED燈的伏安特性，我們采用USB接口與上位機軟件通訊，實時記錄和顯示伏安特性曲線，并能夠在同一軟件界面內(nèi)同時顯示與比較不同LED的伏安特性。通過實驗可以加深學生對LED電學特性的理解以及用恒流源驅(qū)動LED的原因。

　　2.光空間分布實驗?zāi)K：

　　二維空間機械組件是光空間分布測量主要部件，其組成包含有：

　　1)角度盤裝置：由刻線盤，轉(zhuǎn)動盤，水平調(diào)節(jié)螺釘?shù)炔考M成。

　　2)光闌筒：消除外界雜散光，光闌筒末端安裝光度探頭，用來測量發(fā)光強度。

　　3)升降調(diào)節(jié)架：可垂直方向進行光路的調(diào)節(jié)。

　　4)拖板：可在導軌上自由滑動和固定，用于調(diào)節(jié)實驗光源與光探頭的距離。

　　5)導軌：長度600毫米，帶標尺，用于標識距離。

　　在一維空間，恒流源的改變引起發(fā)光強度的變化，為了讓學生直觀地觀察LED發(fā)光強度隨電流大小的變化關(guān)系，采用USB接口與上位機軟件通訊，改變電流大小，其平均光強隨電流的變化曲線將在軟件界面中實時顯示出來，并能夠?qū)ν唤缑鎯?nèi)顯示的不同LED的光強隨電流變化的曲線進行比較。

　　在二維空間內(nèi)，可滿足LED光源在二維面0~180°內(nèi)最小步長1°的轉(zhuǎn)動要求，實現(xiàn)LED二維面的光強測試，最終完成光空間分布的測試，同時，該空間分布曲線也可在軟件界面內(nèi)直觀地描繪出來。

　　該實驗?zāi)K從簡單的電流與發(fā)光強度的關(guān)系曲線測量，過度到復雜的光空間分布曲線的測量，由一維到二維，非常形象地讓學生理解LED的平均發(fā)光強度和光空間分布的概念及測量方法。

　　3.光度、色度學實驗?zāi)K：

　　1)光度學模塊：在測量光通量實驗中采用了測量實時性好，易操作的積分球法。實驗搭建簡單，易操作，通過改變輸入電流，可在軟件中實時顯示電流與光通量的關(guān)系曲線，電流與發(fā)光效率的關(guān)系曲線，并能通過實驗結(jié)果讓學生直觀地分析發(fā)光效率與光通量之間的關(guān)系。

　　2)色度學模塊：光譜儀為色譜分析的主要功能部件，通過對比實測標準A光源(色溫2856K)的光譜功率分布與標準黑體輻射曲線圖，得到光譜儀對各波長的儀器響應(yīng)系數(shù)Ki，從而完成強度定標，進行各種顏色LED的色度參數(shù)測量。該模塊可讓學生了解強度定標的意義及方法，掌握色度參數(shù)的概念及其計算方法。

　　4.熱特性測試實驗?zāi)K：

　　該模塊采用正向電壓法進行大功率貼片型LED的K系數(shù)、熱阻、結(jié)溫的測量。實驗裝置包含溫度控制系統(tǒng)、溫控電源和脈沖電源。實驗開始后，在軟件界面上可實時顯示電壓-時間曲線，從而分析穩(wěn)態(tài)時的結(jié)溫和熱阻。這個模塊讓學生掌握大功率LED結(jié)溫、熱阻的標準測量方法，并比較與常規(guī)PN結(jié)器件電壓-溫度特性的異同點。

　　作品名稱：LED綜合特性測試實驗裝置

　　完成單位：浙江工業(yè)大學，杭州博源光電科技有限公司(合作單位)