干货 | 全面解读配光曲线及其简易获取方法

电光源和灯具的配光曲线或配光数据，是照明设计所必须的。厂商应该向客户提供光源或灯具的配光曲线或配光数据。但很多灯具厂商没有光度分布测试仪。很多人对获得灯具的光度分布数据、或 IES 文件感到头痛。拥有光度分布测试仪的公司很少，一套仪器要十几万，还需要较大的测试暗室。

而且，与积分球测试系统相比，测试灯具光度分布的情况相对不是太多，一般一种结构的灯具测试一次就可以了，每家公司又有多少不同结构的灯具呢？想想买这样一台测试仪似乎也不划算。所以，一般的公司都不舍得买。

但有时候确实也需要知道灯具的光度分布状况，尤其是一些会用照明设计软件的技术人员，很渴望有灯具的 IES 文件来做练习或设计。常会有些客户为了省钱，不去找专业的照明设计公司来做照明设计，而是让灯具制造商来做照明设计，灯具制造商为了销售自己的灯具，也会接受这种要求。

这就需要知道自己灯具的配光情况。自己公司没有仪器，要么去专门的测试公司测试，这需要一笔费用；找认识的公司去测试，或可不花钱或少花钱，但这样也不便多去。似乎难住了。

其实，只要懂得灯具配光曲线的原理，懂得一些光度学理论，了解了一些有关测试的标准，完全可以自己解决。这正是本文要给大家介绍的。

本文介绍的方法，虽然从十分准确（视你自制的测试机构而定，也可能足够准确）和精度上看，和专业的测试仪器可能有差异，但从照明设计的工程角度看，准确度和精度都可以满足。

与专业的测试仪器相比，本文介绍的内容就称为土方法吧。而且本文介绍的也只是基本方法，读者如果明白了道理，也可以自己设计简易、较精准的机构。本文介绍的方法只是抛砖引玉。

关于配光曲线知识的介绍，其实读者在网上可以找到很多文章。本人写这篇文章似乎多余，但是，当你仔细看完，相信会有不一样的、更多的收获。本文的内容，是结合理论、有关标准和实际经验来写的。本人也是经过从不懂到了解的过程的，而且这些知识和实际经验都是自己独立思考、学习和实践而获得的，因此能够理解初学者的困惑点，尽可能以通俗的文字来讲解。当然，限于本人的思维和能力，也许不尽人意，望读者指正。

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光度学基本知识简介

做专业的事，还需要有专业的知识。有希望在照明方面做些工作的读者，应该掌握必要的光度学知识。详细的光度学知识还请读者自己找资料学习，这里只介绍本文需要用到的一点知识。

1 有关定义

① 光强：单位立体角内的光通量。符号： I；单位：坎德拉（cd），导出单位为： lm / sr光强是一个与距离无关的量，这一点很重要。

② 照度：单位面积上接收的光通量。符号： E；单位：勒克斯（Lux），导出单位： lm / m2某处的照度值，与该处到光源的距离有关，而且还与方向有关。在实际应用中必须注意。

③ 光束角：发光强度等于光束中心光强 N%的两边的夹角。

N 值规定如下：

CIE- 国际照明委员会（欧洲）

1/2 Imax

IES- 美国照明工程学会

1/10 Imax

这里谈一下本人的观点。

由于照明灯具的多样性，灯具出射的光斑有很大不同，尤其是一些小角度的聚光灯。所以，单给出一种 N 值，有时不能区分和认识灯具的发光分布状况。建议灯具厂家同时给出两种 N 值的光束角数据。

另外， 1/2 Imax 通常也被称为半峰边角。

其实，最好是定义 1/10 Imax 为光束角， 1/2 Imax 为半峰边角。

2 光度学量之间的换算

这里主要介绍光强和照度的换算关系，这在照明设计中是常用的。这里只给结果，读者可以根据光度学有关概念的定义自己推导。

（1）

式中， r 是光源或灯具出光面光度中心到被照射面测试点的距离。

公式（1）就是配光曲线测试时的基本计算公式，同时也是做照明设计的基本计算公式。

需要注意：

① 公式（1）中的照度，是光源或灯具发光面在相应角度上的法向照度。或者说，照度计探头 的法向必须指向光源或灯具出光面的光度中心。但在实际应用中，可能需要对公式（1）的应用做些变通，这在后面会介绍。

② 公式（1）仅适用于点光源

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配光曲线及应用

1 配光曲线及常用表达形式

1.1 什么是配光

光源发光时，光线的方向是向各个方向的。人们要利用光源达到需要的照明，就需要特定的机构来控制光线，对光线的空间分布进行重新调整，使得光线在空间的分布达到需要的状况，这种控制就是配光。

对于电光源，配光就是光源体发出的光线通过封装结构所达到的空间光分布状况。比如， LED 元件是通过支架结构、胶体和一体化的透镜来配光。

对于灯具，配光就是通过灯具，将光源发出的光线调整到所需的空间光分布状况。

1.2 什么是配光曲线

为了了解光源或灯具的空间光度分布状况，并指导照明设计，需要测试光源或灯具的空间光度分布。

参看图 1，光源或灯具可能向空间各方向出光，为了表达方便，设想一个空间球，灯具或光源的出光中心设置在球心。要得到球面上光度数据，是无穷大的数据量，这既无可能，也毫无必要。 实际只是根据光源或灯具的出光特征，选择一些特殊的、过“球心”或光度中心的截面、及适当的角度间隔来测试光强数据。

图1 灯具在空间的出光

特殊截面的选择，应该是根据灯具出光特征来选择。通常以最少的测试截面和最少的角度数能完整、准确地表达光源或灯具的发光特性为目标。比如：对于点对称光源，如白炽灯，通常只需测试一个方向的光强值就可以了。对于轴对称灯具或光源，通常只需测试过球心的一个截面的四个象限中的一个象限范围适当角度数量的光强值即可。其它角度的数值可以通过插值或对称计算得到。有了先进的光度分布测试仪，当然可以不局限只测试几个特殊面，可以根据灯具的光度分布状况和你愿意等待的时间，测试很多的空间角度光强数据。

将光源或灯具在空间各处的光强数据绘制到坐标系中，就成为通常所说的配光曲线。

将光源或灯具在空间各角度的光强数据以标准规定的格式写入一个文件中，就构成 IES 文件。

这方面的内容本文就不多讲了。

1.3 配光曲线的表达形式

通常绘制配光曲线的坐标系，都是二维坐标系。在这样一个二维坐标系中，将空间球的各个过球心截面上光强数据都绘制其上，并对每条曲线加以注明是哪个截面的数据。实际应用中，用专业的光度分布仪测试的截面很多，也并不是将所有截面的测试数据都绘制出来，一般也只是绘制出几个特征面的光强分布曲线。

绘制配光曲线，采用什么样的坐标系并不是太重要，只是由于历史的习惯，通常会采用极坐标系统。但是，对于窄角度的光源或灯具，采用极坐标系会对实际应用带来读取数据不方便。而采用直角坐标系的话，可以方便地延长某个轴的数据间隔，方便用户从图上测量数据。对于使用模拟软件做照明设计，不要说采用何种坐标系，就是没有配光曲线图也没有关系，只要有数据表或 IES 文件就可以了。

下图是一个光强分布或配光曲线的示例。上图是极坐标形式的，下图是直角坐标形式的。

图2 配光曲线的形式

对于极坐标形式，有时根据光源或灯具的光分布情况，坐标系统不见得只是半圆形式，可以是极坐标形式的光度分布图 直角坐标形式的光度分布图

超过半圆。这要根据光分布情况来定。一般根据灯具的配光和习惯选择画法。

绘制配光曲线，不是仅仅为了从数据到几何图线这么好玩的，而是为方便实际应用。照明设计师要用灯具的空间光强分布数据来选择灯具和设计照明，如果直接查看数据表，初步判断一个灯具的光度分布，是很不直观的，比较费事。

而将数据绘制成图线，则可以很直观地进行判断。有经验的人很容易在头脑中形成一个光照图像。从曲线上很容易查看到灯具的光束角。从配光曲线可以容易地得到各方向的光强数据，比起数据表来，节省文档空间。

因此，给出曲线图，比起给出数据表，有很多的优点。尤其是现在电脑系统测试，测试数据一大堆，查看是极为不方便的。

如果配光曲线是按绝对光强数据或归一化数据来绘制，其中的参数一般就是角度、光强。如果是按每 1000lm 光通量的数据绘制，还会牵扯进光通量参数。

采用归一化数据绘图时，还必须给出最大光强值，否则该曲线图无法实际应用。采用每 1000lm光通量对应的光强数据来绘制，必须给出光源或灯具的总光通量数据，否则该曲线图也无法实际应用。

这方面，请光源厂商和灯具厂商应特别注意，否则显得很不专业。一个数据不全的图表有什么用？

在照明行业，传统上有多种配光曲线的表达形式，或者说同一款灯具的配光状况，可以用多种光域网方式来表达。用不同的表达方式，只是为了在实际计算中看哪种方式更方便，以减少计算工作量。现在有了照明模拟软件，可以不必考虑那么多了。

2 配光曲线的应用

通过配光曲线，我们可以查到任意角度所对应的光强值，由此就可以根据公式（1）计算该角度上某个距离时的照度值。

别忙，还不是这么简单。实际场合，照明效果的检测，通常照度计的探头是水平放置的（其它壁面的计算原理是相同的）。而根据公式（1）计算某角度的照度方向是和实际水平探头面有夹角的，通常需要转换成与探头垂直方向的照度。参看图 2。照明标准中要求的照度值，通常都是指水平面上垂直方向的。

图3 配光曲线及应用

根据图 3，我们来做个简单的、理想化的照明计算（不考虑维护因素）。

灯具距离测试面的垂直距离是h，灯具的配光曲线假设如图3中黄色线所画，各向光强相等。现在要求位置A的照度。从A点到灯具出光面中心O点的夹角是γ，从配光曲线查得γ角的光强是Iγ。 O点和A点的距离R

计算如下：

（2）

A 点θ角方向的照度为：

（3）

A 点的垂直方向照度为：

（4）

利用配光曲线和公式（4），就可以计算出灯具出光面到指定高度的水平面上任一点的照度值。

在资料【2】中，计算中似乎没有考虑到测量照度时探头与光源的夹角问题，或许他所说的最大照度就是旋转照度计、使照度计探头的法向对准灯具？这在实际测试中是很难做到的，很容易导致较大的误差。这样做不可取。直接水平测试，既符合实际状况，也准确。请读者注意。

对于非水平面的计算，主要是三角几何的知识，读者举一反三吧。

过去对于传统光源，往往不同功率的光源，形状、尺寸相差不是太大，可以使用相同的灯具。

同一个灯具的配光曲线形式，可以适用多种功率的光源。因此，灯具的配光曲线往往给出归一化的形式，或每千流明光强的形式。不同光源，只要知道最大光强或总光通量，按照比例就可以换算各方向的具体光强值。这样，对于一款灯具，不必因使用不同光源再去测试光度分布数据。

目前LED光源和灯具结构没有标准化，不仅不同公司设计的不同，同一公司对同一灯具、同一功率的灯， LED光源的光度分布也有所不同。所以，即使大家使用的是相同的公模灯具，各自做出的灯的光度分布也可能是不同的。因此，目前来看， LED灯具的配光曲线还是以直接给出具体的光强值为好。不宜采用归一化和每千流明光强的形式。

3 配光曲线应用注意

必须提请读者注意，通常光源或灯具的配光测试结果，都是对应于一个“点”光源的，即你拿到的配光曲线或配光数据（如 IES 文件），都不必考虑光源或灯具的实际出光面尺寸。或者说，配光数据与光源或灯具的尺寸无关。这是由现有的测试标准要求所决定的。现有的光度分布测试标准，无论是光源还是灯具，都要求出光面到测试探头的距离足够远，以保证光源或灯具可以被视为点光源。

通常，灯具的出光面到照射面的距离较远，这种以“点”光源来对待的结果对实际测量和计算影响不大。但对于光源而言，在实际应用中就必须要注意了。如果光源和二次配光的光学元件距离较近，可能就不能使用这样的配光曲线了。因为光源的发光面相对二次配光光学元件的距离太近，光源出光面不能再被以点光源来对待。

比如，给 5050 封装、出光面为平面的 LED 配透镜时， LED 就不能按点光源来处理。现在 LED 封装厂一般都是按 CIE:127 的规定测试的，所以由此得到的 LED 配光曲线数据就不能使用了。

现在已有一些专门针对光源近距离测试配光的方法，读者可以找找有关资料。

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专业仪器测试光度分布简介

专业的光度分布测试仪，其测试也不外乎是旋转灯具或旋转探头，测量各个角度的光强值。测试探头不外乎是一个照度计。根据灯具到照度计的距离和得到的照度值，按照公式（1）换算出光强值。

由于实际的光源和灯具的发光体或出光面是有一定的面积的，并不是点光源，所以，测试时要求光源或灯具到测试探头要有足够远的距离，以将光源或发光面的尺寸带来误差的影响尽可能减小到可以忽略，以此将其视为点光源。

通常有三种测试方法，即A-α、 B-β、 C-γ平面系统。

只所以有这样不同的测试系统，主要是考虑到不同灯具的出光光度分布类型和灯具用途，在做实际的照明计算时，计算简便。当然，这是指以手工方式做计算。三种测试方式的数据，可以进行相互转换。在没有电脑模拟设计软件时，照明设计是人工计算的，针对不同的照明方向，采用相应的测试方法，计算会比较简单。如果要对不同测试系统的数据进行转换，会很麻烦，无端增大工作量。

不过，这种数据转换也没有什么复杂的物理和数学难点，其实也只是简单的几何知识而已。现在有了专业的照明模拟软件，其实用哪种测量方式都无所谓，软件会根据IES文件记录的测试方式选择相应的计算。即使泛光灯，以前都是采用B-β，以方便人工计算，而采用C平面系统测试，在照明模拟软件中计算也是没有问题的。因此，在有关的测试方法的标准中，如今是否还有必要规定三种方式，值得商榷。

比如，一个用于向下照明的灯具，用C-γ测试，当着它靠近墙壁时，向墙壁照射的光，就相当于A-α系统。因此，用C-γ测试的数据，在计算地面照度和墙壁照度时，公式是有所不同的。在上节的举例中，我没有给出水平照向墙壁的计算，读者自己推导一下就会看到差异。

当然，对于特定主要照明方向的灯具，还是可以按标准的要求去测试，这对有经验的照明设计师而言，习惯上他能根据相应的配光曲线快速做初步的照明状况推测。

下面还是回头来讲标准的测试原理。

这里主要介绍C平面测试系统。图4是C平面测试系统示意图。

说明： “C0°—C180°”这种写法表示的是一个平面。 C平面是一种统称。 C平面绕第一根轴转动时，比如每次转10度，就会有C10°—C190°、 C20°—C200°、……，等很多平面。

大家对测试系统中面的角度变化方向不要搞错。从光度探头向灯具看去，两个旋转轴，角度由小到大，都是逆时针旋转。这样测得的数据，在IES文件中是符合LM-63-02标准要求的。当然，对于专业的仪器，大家不必为此操心。只是在后面介绍的土法测试中，如果不注意，你的数据导入IES时就可能出错。

图4 光度分布测试原理图(C-γ系统)

对 C-γ系统测试的更直观一点的了解，可参看图5。

图5 C-γ系统进一步理解

这里需要做点说明： GB/T 22907-2008中规定第三根轴是灯具的长轴，且在C90°—C270°平面内。而ANSI/IESNA LM-63-02中规定C90°—C270°平面方向是“宽度”。参看图6。 LM-63-02对长度和宽度的规定并不是依据灯具的实际状况规定的，而是根据测试平面规定的。也就是说，不管实际情况怎样，处于C90°—C270°方向，就认为是“长度”值。

图6 LM-63-02对长度和宽度的规定

因此，在实际测试时，要注意长形灯具在测试机架上的安置要符合GB/T 22907-2008要求，而在IES文件中填写长度和宽度数据时要符合LM-63-02要求。因为在LM-63-02的数据格式规定中，“长度”和“宽度”数据的位置是固定的，由于和测试实际灯具的长、宽相矛盾，所以必须注意，不要填写错误。尤其是后面介绍的土法测试中，在数据填入IES文件时，不要搞错。图7是较为直观的对比。

图7 C 平面测试系统和 IES文件对长宽的规定对比

长度和宽度问题，对于轴对称（圆形）灯具和正方形灯具是不存在问题的，主要是对长宽不相等的灯具要注意。比如长条形的管灯。管灯的实际长度在IES文件中应该填写在“宽度”数据位置 ， 实际宽度应该填写在“长度”数据位置。

灯具出光面的尺寸，在照明模拟软件，如DIALux中，虽然不参与计算，但在设置灯具时，不正确的长、宽尺寸方向，可能造成视图上灯具和光斑不对应，尤其是长形灯具。 而且也会造成实际安装的灯具 ， 其照明效果与模拟 的结果不同。所以还是应该注意将灯具的出光面尺寸在IES文件中正确体现。

在DIALux中导入IES文件时，也可以设置灯具和出光面尺寸，但如果事先在IES中设置正确的出光面尺寸，后面就会少点麻烦和出错机会。

采用C-γ系统测试，灯具分别绕两根轴旋转，以此来获得光分布数据。

灯具绕光轴旋转时，即 C 平面旋转，角度为 C。在任意一个 C 平面中绕初始位时的第三条轴旋转时，角度为γ。以图 4 左图所示的灯具状态，是处于 C＝0°，γ＝0°；右图所示的灯具状态，是处于 C＝90° ，γ＝0°。由此所述的安置灯具及旋转方式测量的结果，你会看到图 8 所示的测试报告的数据表格式样。

图8 测试光度数据表式样

识读数据方法，一个是固定 C 角度，看不同γ角的光强；另一个是固定γ角，看不同 C 角度的光强。如何读数，看自己的需要了。

当灯具处于 C0°—C180°平面，测得的数据，就是图 7 中 C=0°时不同的γ角数据；当灯具处于 C60°—C240°平面，测得的数据，就是图 7 中 C=60°时不同的γ角数据。依此类推。

A-α、 B-β平面测试系统就不再介绍了，读者有兴趣的话可参看资料【4】。

专业的光度分布仪还可以通过积分运算得到光源或灯具的总光通量值。也可以测量计算色度数据。不过，如果同时购买了积分球测试系统，购买光度分布仪时可以不配色度测试系统，可以节省购买仪器的费用和测试光度分布时的时间。

从光度分布图和专业测试的原理，我们可以看到，说来也是很简单的。不过，专业仪器，为保证测试的精度和可重复性，对仪器本身有很多的要求，加之是专业的仪器，销售量有限，价格高是毋庸置疑了。

本文后面介绍的简易测试灯具配光的方法，就是采用 C-γ测试系统。

本节最后再提示读者一些额外的内容：

在照明模拟软件DIALux中，虽然发光面会显示“发光”的点亮状态，但实际计算仍然是以光度中心为点光源来进行的。发光面的“发光”只是视觉效果而已。

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配光曲线测试简易方法

根据前面所讲的内容，我们知道，测试光源或灯具的光强分布，就是在某个距离下测试不同角度时的照度。因此，确定好距离，控制角度，有个照度计，完全可以自己测试光强分布数据并绘制配光曲线。下面就称为土方法吧。

土方法并不是随便、任意的方法。依然要求你有严谨的做法。只不过是，你是自制的机构自己用，不是做测试仪器销售的。因此，自制的土法测试机构的复杂程度自己掌控，准确性依赖于你做测试机构的水准。

通常，对于对称灯具，可以测试 C0°～ C180°之间很多角度，也可以只测 C0°～C90°之间很多角度，或只测 C0°、 C90°两个面的。γ角一般从 0°～180°。但可以根据灯具的实际情况，选择测试γ角间隔及最大角。对于轴对称灯具，甚至可以只测 C0°—γ。对于长形的面对称灯具，一般也可只测 C0°—γ和 C90°—γ。

非对称灯具最好还是用专业仪器去测试吧。土法测试可能太麻烦，需要很多特征 C 面的面测试数据。

测试的总体要求：

（1）应在暗室或晚上的室外进行测试。

（2）处理好四周墙壁、地面、天花、物件的光反射。周围的反射光影响测试准确度。（3）适当的屋顶高度（如果你在室内测试的话）。（4）适当的室内长度和宽度。宽度方向可以通过黑帘和遮光板适当解决。（5）在室外宽敞空间水平测试时，也要注意地面反光。也可以设置遮光板解决。比如路灯、工矿灯，采用水平法测试时，如果室内空间条件不合适，可在晚上到室外测试。（6）测试人员要注意自己的站位，避免人体的反光。（7）测试结果和专业仪器差异大的话，仔细检查你测试时有关的处理是否到位。

土法测量可以有两种方式：吊装法和水平旋转法。

1 吊装法测量

1.1 灯具的安装

采用吊装法，灯具要吊装或吸顶等安装。高度最好要适合灯具的实际使用最低限高度。比如，筒灯要距离地面 2.4 米以上；工矿灯一般要距离地面 4 米以上。同时，测试空间还需要有足够的宽度和长度，并且灯具附近尽量不要有反光强的物体，以减少周围墙壁和物件反光的影响。对于一般室内中小功率灯具，比如筒灯，测量单方向长有 5 米即可。其它各壁面的距离在 2m 也可，但应注意处理壁面的反光。灯具的安装方式及有关数据测试面的设定，请参看图 4 和图 9。

图 9 灯具安装及测试面

图 9 中， n 值对应于 0°到 90°（当然土法测试一般不可能测到太大的角度）范围； m 值对应于 90°到 180°范围。

如果室内空间宽度有限，只要在一个较长的空间测量数据即可。对于长形灯具，自己去转换安装方向即可。

1.2 测试方法

参看图 10，在灯具出光中轴线地面做个标记，作为 0 度点，然后沿测试方向，自 0 度点开始标记距离点，一般灯具可以 0.5 米为间隔作为测试点（可以根据灯具的光分布情况自行设定间隔）。一般以测到的照度值为法向照度值的 1/10 即可。要求不高、或场地受限，也可取值大点。

图10 吊装法测试原理

测试时，照度计探头水平放置测试。记录好每个测试点的照度数据。

注意：在 0 度点以外的测试点，不要采用照度计探头法向对灯具出光方向，因为你手工操作是无法准确对准以确定角度的。应该采用探头法向与地面垂直的方式，之后再对测试数据做转换计算。

1.3 数据处理

现场测试的数据，除去 0 度点是出光面的法向数据外，其它点的照度值，都不是出光面在该方向的法向数据，所以不能运用公式（1）计算直接得到规定的光强分布数据，必须将数据转换成该方向的法向数据。具体的转换方法如下：

图 10 中， E 是照度计测得某位置的垂直地面方向的照度值，首先要转换成该点到灯具出光面光度中心点 O 方向的照度，即 Eγ。

（5）

测试点到灯具出光面光度中心的距离为：

（6）

根据公式（1），则灯具到该测试点方向的光强为：

（7）

1.4 制作数据表和绘制配光曲线

（1）制作数据表

可以制作如下的数据表：

上表仅供参考，可根据需要、增减参数。

（2）制作配光曲线图

有了各个角度的光强数据，就可以在坐标系中绘制曲线了。可以利用 Auto CAD 软件画配光曲线。

具体的作图方法，这里就不多说了。

1.5 数据导入 IES 文件

你可以随意找一个 IES 文件，用记事本打开，将前面的有关信息修改掉，将最后的光度数据替换成你测试的数据即可。具体这方面的操作，不是本文的内容，就不多讲了。读者可查看 LM-63-02标准，根据标准的规定填写相关的数据。（该标准就是规范了 IES 文件的内容及格式。）

1.6 对吊装法测量的评价

吊装法测试的好处是，不需要麻烦的转动机构，不需控制角度，一般一个人就可以完成工作了。

测试准确度一般优于水平旋转法。如果测试场地较宽阔，或对墙壁、地面、天花的反光影响处理较好，测试结果是相当准确的。

对于轴对称灯具，一般只测一个方向的数据就可以了。并且对于光束角小于 120℃的灯具，这样测试的数据做成 IES 文件也是相当准确的。想想看，你就是测试的灯具实际使用时的照度，还能有什么不准呢？

对于垂直面对称的灯具（如长方形），一般只测两个垂直方向的数据就可以。但是这样导入 IES应用会产生误差。但是这种误差一般对实际照明设计而言，影响不大。如果你的测试空间够大，可以在地面上标记更多的 C 角度去测量，并且跟只测两个方向的数据结果做对比。在地面上画角度是方便和准确的，要是去转灯具的角度，不仅麻烦或有操作上的难度，而且容易有误差，不建议这样做。

缺点：不适合大光束角的灯具，会无法测量很大角度的数据。通常适合光束角小于 120 度的灯具（此处光束角定义选择以两边 10%中心光强处为边界）。比如，不适合没有遮光灯具的管灯、球泡灯这样的一体化光源。

图 11 是一款 1.2 米的 T8 型 LED 管灯的不同测试数据的对比。左边的是专业仪器测试的完整数据的照明模拟结果，右边的是仅取用其中的 C0 和 C90 两个测试面的数据的模拟结果。可以看到，两者仅仅在四个角上略有些差异，在实际照明中，这种差异是可以忽略的。当然，如果有条件，还是多测一些 C 面角度的数据。

图11 管灯不同数据量的照明模拟结果

2 水平旋转法测量

水平旋转法测试，参考图 12。图 12 是专业测试设备的测试状况。土法测试时，如果没有那套自动旋转设备，灯具旋转就需要人工操作了。一般将光源放置在一定高度，比如桌面上。将灯具的光轴置于水平。照度计的中心要在光轴上对准光源的中心。测试距离要足够远。

图12 水平测试法原理

测试前还必须要做个准备，即要有个角度器。简单的方法就是，用 CAD 画一个半圆角度图，打印出来，然后过塑包封，防止使用时变形、损坏，也便于用双面胶粘在桌面上。当然也可以去文具店买个角度尺。

测试方法：

将角度器用双面胶粘在桌面上固定，注意将圆弧面朝向照度计，以便查看。将灯具的出光面与角度器的直边重合，出光的中轴与角度器 0 度线重合。

测试至少需要两个人配合。一个人在照度计处读取照度数据，一个人负责扶持灯具并旋转灯具。

水平旋转法测试的好处：测得的照度数据不需麻烦地转换处理，直接根据距离计算出光强值，就可做配光图，并将数据导入 IES 文件。

不过，也许需要对数据做另外的处理。因为人工扶持、旋转灯具，必然会有偏差，数据可能不理想。根据实际情况和常识我们知道，变化角度时，光的变化应该是连续、平滑的。看看你的数据结果，可能会有角度不准或灯具没有扶正的误差而不平滑，或是两边的数据不对称。所以要适当调整某些数据，使得曲线平滑。某些灯具可能确实存在亮环或暗环，调整数据时要注意区分是实际状况还是测试误差。

水平法的缺点：人工扶持旋转灯具，准确度较差。反光处理相对吊装法稍繁多——侧壁面、地面、天花的反光，照度计的固定问题，并且还至少要两个人操作。反光问题可以参看图 11 设置遮光板来解决。用什么来做遮光板，大家就八仙过海，各显神通了，达到目的即可。

如果是很少需要测试，就这样简单测试就可以了。可以反复测试几次，取平均值以消除误差。

如果未来还需多次测试，最好还是做一些灯具夹持、旋转机构为好。既省事，又比较准确。当然，不需像专业仪器要求那样严格的精度。具体如何做这样的机构，本人就不班门弄斧了。做这么一套机构，花不了几个钱，比起购买专业仪器来，零头都不到。

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后记

灯具厂商替客户做一些照明设计，往往是免费的（为了卖自己公司的灯具嘛），再好也称不上“正规的”专业。这样的客户也不会要求太高，否则请他花一笔钱去专业的照明设计公司做设计。所以，不需太过要求。照明设计原本也谈不上精确。一个维护系数值就让你的“精确”灰飞烟灭了。

而且标准的要求给出的是平均值。不可能标准要求照明是 200Lux，现场每个点的照度都是 200Lux。在照明的主要范围内，必定是有的点照度高，有的点照度低，是以平均值来考核的。实际上，标准值是考虑了维护系数后的平均值，也就是到达照明要求的最低值（低于最低值就要维护或更换灯具或光源了）。

所以，工程验收时，初始照度平均值会远远大于标准值。除非有初始最大照度的限制（比如宾馆客房或家庭卧室，也不希望太亮）和照明电功率密度的限制，你就是给他做亮一点（功率密度要控制，节能指标还是要满足的），客户只会高兴。因此，对于本文介绍的土方法，不要用专业仪器的测试精准度来苛求。

不要因为上面的表述而将土法测试和专业仪器的测试相对立，两者并没有矛盾，只是侧重点不同。专业的测试，除了要求准确，还要有很好的重复性，可以做严格的对比和分析。同时专业仪器是卖给他人的，土里土气，谁看得上？如何卖得好价钱（十多万的钱不是白要你的）？而土法则是以满足自己使用为准则。

简单举个例子，买专业的光度分布测试仪时，他配的直流电源，就要几千元，可是你如果用电子市场买的几百元的直流电源能不能用？肯定能用！误差？基本可以不用考虑（除非你买个垃圾电源）。只不过，他配的电源，可以接进测试仪，将电压、电流等数据导入电脑，并在报表中体现出电参数数值。而你自配的电源，需要自己手工记录电参数。

这就是“专业”和“土”的一个区别。做事情要有区别，你不是搞高、精、尖的测试仪器去卖。不是要求电压必须误差小于 0.1V、光通量误差小于 1lm、照度误差也不能小于 1Lux，等等。

鉴于上述，只要你用土法测试时，不是你的做事的水平太差，得到的数据基本上是没有问题的。

如果对你测试的结果有疑问，可以拿个灯具去做标准测试，然后将两种测试的数据比较。找出问题，改善土法测试的一些具体问题点。理论上讲，土法测试在理论和方法上都是正确的。大家可以比较一下土法测试和专业测试的原理、方法，其实是相同的。关键在于你对过程的处理。

测试得到的数据，可以导入到 IES 文件中，用于照明模拟软件。给一般的客户做照明设计是没有问题的。

本文不是给专业照明设计机构的人写的，而是给广大的、相关专业知识不够、没有专业光度分布测试仪的 LED 行业的技术人员看的，你们只是偶尔有客户需要代为设计，或想用 IES 文件做照明模拟，却苦于没有配光文件，本文的目的就是给你们指一条路。

某些专业人士或许对本文有微词，没有关系，请指出本文的错误所在。不要讲精准性问题，大多数人不是做基础理论研究的，也不是做标准的，也不是做个土仪器给别人做光度测试以赚钱的。只是做可满足照明工程应用的设计（照明设计有很多内容的，照度设计只是最基本的一项内容），本文介绍的方法是完全可行的。

运用土法测试，再差，也比随便找个配光图放在自己的规格书里糊弄客户强（这是现实存在的状况）。最后，希望读者能够依据本文介绍的基本方法，完善你的测试机构。

参考资料【1】 LM-63-02《IESNA Standard File Format for the Electronic Transfer of Photometric Data and Related Information》【2】施克孝，《灯具配光曲线及应用》，演艺设备与科技， 2006【3】 CIE 127:2007 《MEASUREMENT OF LEDS》【4】 GB/T 9468-2008 《灯具分布光度测量的一般要求》【5】 GB/T 22907-2008 《灯具的光度测试和分布光度学》

来源/CNLED网博客，作者夏俊峰