HP860ProLED器件光强空间分布_软件使用说明书
LED器件光强空间分布测试系统 使 用 说 明 书 LED Intensity Spatial Distribution Test System 版本：V1.x / V2.0 适用对象：测试操作人员 · 设备管理员 · 工艺工程师 杭州双色智能检测仪器有限公司 技术支持：13735437295 2026 年 10 月 目 录 LED器件光强空间分布测试系统 使用说明书 1. 软件简介 2. 运行环境与安装 3. 硬件连接 4. 软件界面导览 5. 快速上手：一次完整的光强扫描 6. 功能模块 7. 标定与校准 8. 数据报告与导出 9. 快捷键 10. 注意事项与已知限制 LED器件光强空间分布测试系统 使用说明书 软件名称：LED器件光强空间分布测试系统 适用版本：V1.x（主界面 ui/main_window.py）／ V2.0（精简界面 ui/main_window_v2.py） 配套文档：API技术文档.md（编程接口）、HP860定标参数说明.md（探头定标字段）、双模式切换说明.md 1. 软件简介 本软件专为 LED 灯珠的二维空间光强分布、色度分布全自动测试开发，集"电机扫描 + 光度探头 + 光谱仪"于一体，可完成从点亮、扫描、采集、分析、分级到报告导出的全流程作业。 核心能力： 双轴联动扫描：水平 0~360° + 垂直 −118~118° 全角度采集，蛇形遍历 双数据源：HP860 光度探头（cd）+ 光谱仪（照度 × d² → cd，含全套色度量） 实时可视化：极坐标/直角坐标配光曲线、3D 圆锥与球面分布、色温分布、等照度图、C-γ 表、BUG 评级、UGR 等 14 种图表页签 光色电一体化分析：Ra/R9、CQS、TM-30-24、TLCI、SSI、GAI、e(GFC)、植物灯、节律照明（α-opic）、白光分析、SDCM、主波长等 专项测试：光谱测试、光电性能（IV 多电流扫描）、老化测试（LM-80 / TM-21）、电气测试 标准报表导出：CSV / IES（LM-63-2002，可导入 Dialux/Relux/AGi32）/ PDF 测试报告 硬件架构： 2. 运行环境与安装 2.1 环境要求 2.2 安装与启动 启动行为： 启动约 1.5 秒后自动尝试连接上次使用的端口（需电机与 HP860 端口均已保存且本机存在）。 首次启动会自动探测并配置 matplotlib 中文字体（微软雅黑/黑体等）。 打包版 exe 由 build_exe.py 以 main.py 为入口，启动的同样是 V1 界面。 2.3 相关文件位置 3. 硬件连接 3.1 三路独立通讯 三台设备相互独立连接、独立断开，任一设备连接失败不影响其他设备。 3.2 连接操作 在主界面左栏「仪器连接」区域，分别为 HP860 串口、电机连接、光谱仪连接 选择端口号（波特率已固定，无需设置）。 端口不明时先点「刷新串口」重新枚举（支持 COM9 以上高编号端口）。 点击各设备对应的「连接」按钮；连接成功后端口号会自动写回 Settings.cfg。 电机连接成功后自动执行回零。 HP860 联机后自动切换为 cd（光强）测试模式并回读确认。 光谱仪支持自动搜索：所选端口无应答时会逐口发送握手帧寻找设备。 注意事项： 连接前请确认 USB 转串口驱动已安装，且在 Windows 设备管理器中能看到对应 COM 口。 电机与 HP860 不要共用同一个串口，否则自动连接功能会被禁用。 电机移动、扫描、标定进行中时串口被占用，此时其他操作会提示"串口忙"。 4. 软件界面导览 4.1 V1 主界面（`python main.py`，生产交付主界面） 窗口由 菜单栏 + 左/中/右三栏 + 底部公司信息条 组成，无工具栏与停靠面板。 菜单栏一览： 左栏（控制区），自上而下： 中栏（数据与图表区）： 顶部「界面」切换按钮组：💡光强 / 🌈光谱 / 🧪光谱测试 / ⏳老化 / 🔌光电性能测试，以及「🎯 单点测试」按钮。 「实时数据」表格 + 「导出 CSV / IES / PDF」按钮。 中央页签 14 个：实时扫描、📍极坐标、📐直角坐标、🔮3D 圆锥图、🌐3D 光强球面图、🌡️色温分布、💡有效照度、📈光谱数据、🗺️平面等照度、🪲BUG 评级、📋C-γ 表、✨B-B/UGR、🌐辐射模式。 专项测试以整页方式替换中央区：🧪光谱测试、⏳老化测试、🔌光电性能测试，以及 IES TM-30-2024、CQS、TLCI、GAI、白光分析报告页。 右栏（状态区）：设备状态、扫描进度（进度条/进度文本/耗时）、分级结果（S/A/B/C/NG 与合格率）、统计信息（峰值/平均光强、平均色温、平均 Ra）。 4.2 V2 精简界面（`python run_v2.py`） 无菜单栏，同样是三栏布局： 左栏「控制面板」：工作模式下拉、设备连接（三端口 + 连接按钮）、扫描参数、光谱仪参数（仅光谱模式显示）、操作（开始/停止/回零）、运行日志。 中栏页签：📊数据表格、🔦光强分布、🌈光谱 SPD、🎨色坐标、🌡CCT 分布（光强模式下后三页禁用）。 右栏「实时状态」：实时参数（光强/色温/x/y/Ra/R9/峰值/主波长）、电机状态、导出（CSV/IES/PDF）。 ⚠️ V2 为精简演示界面：光强模式当前返回模拟数据，IES/PDF 导出尚未实现。正式测量请使用 V1 界面。 5. 快速上手：一次完整的光强扫描 连接设备：左栏为 HP860、电机、光谱仪分别选口并「连接」，确认三设备均为已连接状态。 选择模式与条件：中栏「界面」选 💡光强 或 🌈光谱；左栏选 CIE 条件 A（远场 316 mm）或 B（近场 100 mm）。 设置电参数：左栏「电参数设定」填入 IF/VF，点「💡点亮LED」（光谱模式与光谱测试前必须点亮，否则读不到 If/Vf）。 设置扫描参数：选择扫描模式，填水平/垂直范围与步长、稳定延时。 开始扫描：点左栏「开始扫描」或按 F5；中栏「实时扫描」页实时刷新，右栏显示进度与耗时。 停止：点「停止」或按 Esc（停止后双轴归零，已采集数据保留）。 查看结果：在中栏切换极坐标、直角坐标、3D、色温、等照度、C-γ 等页签。 导出：点「导出 CSV / IES / PDF」，或菜单「🖨 打印 → 报告设置与导出（Ctrl+E）」生成 PDF 报告。 6. 功能模块 6.1 光强空间分布扫描 数据模式（决定光强来源）： CIE 条件与距离平方 d²： d² 可在「标定 → 光谱定标 → 光强定标」中按实际距离自定义，留空或 0 表示跟随 CIE 预设。 扫描模式： 扫描参数表： 采集策略与容错： 光谱采集默认"无限重试直到成功"；关闭后单轮失败会标记 intensity_valid=False，扫描结束后用相邻有效点插值补齐。 电机到位超时（>0 时）同样以插值方式补齐，CSV 中以"插值"标注来源。 HP860 读数出现过载（非有限值）时自动沿用上一个有效光强值。 扫描流程：系统自检 → 水平轴回零 → 设定 If/Vf/Vr → 点亮 LED → 集中读一次 VF/IR/If → 逐点扫描 → 插值补齐 → 双轴归零 → 自动断电。 6.2 单点测试 入口：中栏「🎯 单点测试」按钮。 弹窗中填入水平角（−180~180°）与垂直角（−118~118°），打开时自动预填电机当前角度。 点亮电参数（If/Vf/Vr）默认取自 Settings.cfg。 选择测量量（光强 cd / 光通量 lm），点开始。 后台线程依次完成：电机定位 → 显式点亮 → 采集 → 结果显示（角度、来源、数值、CCT、VF、耗时）。 结果区会标明数据来源，例如"HP860 光度探头"或"仪器照度(lx)×d²(0.099856, 远场(A))→cd"。扫描、电机测试、归零或串口忙时该功能会被拒绝。 6.3 光谱测试 入口：中栏「🧪光谱测试」或 F8。 前提：光谱仪已连接；HP860 用于灯珠供电与 If/Vf/IR 读取。 参数设置： 测量量：光强(cd) / 光通量(lm)；单次或连续测试（连续间隔 0.5~3600 s，默认 2 s）。 灯珠供电：驱动电流 IF 0.1~800 mA（默认 20），点亮/关闭，「测试前自动点亮」（默认开）。 反向测试：VR 0~20 V（默认 5.0）、测 IR、「测完保持断电」。 色容差：下拉选择标准色区 / 自定义 / 列表；CIE 1931 / 1976 色品图切换。 输出指标（左侧参数树 12 组）：基本参数、显色指数（Ra/R1~R15）、ANSI/IES TM-30-24（Rf/Rg）、TLCI（Qa/TLMF/Q1~Q24）、CQS（Qa/Qf/Qp/Qg/Q1~Q15）、GAI（GAI_EES/GAI_BB_8/GAI_BB_15）、SSI 与 e(GFC)、蓝光参数（EB/Kbv/危害等级/EIR/EH）、节律照明参数（α-opic 五受体/EDI/CS）、植物参数（PPF/YPF/PUR/PPE）、医疗参数（φer/φeg/φeb）、电性能参数（If/Vf/Vr/Ir/功率/光效/能效等级）。 图表：CIE 色品图、SDCM 色容差、显色指数（雷达/柱状）、SPD 彩虹光谱，底部 19 列数据表（ON./日期/时间/CCT/光强/x/y/u/v/u'/v'/峰值/主波长/中心/质心/半宽度/暗信号/光强/光通量）。 报告页：顶部按钮可切换 TM-30-2024、CQS、TLCI、GAI、白光分析、SSI、GFC 全尺寸报告页。采集走后台线程，界面不会卡死。 注：蓝光危害、节律、植物等指标优先取光谱仪上报值，本地计算为兜底；请确保仪器已连接并完成定标。 6.4 光电性能测试 入口：中栏「🔌光电性能测试」或 F7。包含 5 个页签： 光电性能测试：内嵌电气测试窗口（基础电性 + 老化 + 阈值 + 日志），详见 6.5。 光强—正向电流曲线（Iv–If）。 正向电压电流曲线（Vf–If）。 色度学变化特性：CCT / ΔxΔy / SDCM / Ra 随 If 的变化，标注最大变化量 ΔK。 完整报告：点「刷新报告」生成"项目/内容"两列快照；「报告设置与导出…」打开 PDF 导出。 IV 多电流扫描参数： 流程：开始 → 后台线程逐点"设流 → 预热 → 读 Vf →（可选）采光谱 → 记录"。设流失败会立即中止整条扫描；Vf 回读 >20 V 判为无效假读数；If 优先用 HP860 回读值。数据表列：If(mA)、Vf(V)、Iv(cd)、Φ(lm)、CCT(K)、x、y、Ra、光效 η(lm/W)、来源；含 4 张总览图与「导出 CSV」。光谱仪未连接时弹窗确认后回退 HP860 探头（仅光强）。 6.5 电气测试（基础电性与老化可靠性） 入口：光电性能测试页签内嵌 / ui/electrical_window.py。 信息条参数：颜色（白光/冷白/暖白/红/蓝/翠蓝/绿，对应 VF 区间）、等级（常规品/高端品）、BIN 号、IF 1~500 mA（默认 20）、环境温度 −40~150 ℃（默认 25）。标准基准：25 ℃±5、IF=20 mA、VR=5.0 V。 测试项：VF（正向压降）、IR（反向漏电流）、VBR（反向击穿电压）、I-V 曲线扫描（正向 0~20 mA 6 点 + 反向 0~20 V 5 点）。 判定阈值（内置）： 老化实验 7 种配置：常温长期通电（96/168 h）、高低温循环（−40↔85 ℃，50/100 次）、双 85 湿热（48/96/168 h）、通断电耐久（10000/20000/50000 次）、冷热冲击（20/30 次）、瞬态浪涌（10/20/50 次）、长期待机微漏电（100/168/240 h），各带 VF 漂移 / IR 增量阈值。支持导出阈值表 CSV 与日志 TXT，判定结果 PASS/NG 自动着色。 ⚠️ 当前实现为演示模式（模拟数据），未接真实硬件；正式电性测量前请联系开发方确认硬件联调状态。 6.6 老化测试（LM-80 / TM-21） 入口：中栏「⏳老化测试」或 F9。 关键参数： 试验信息（16 项，LM-80 报告来源）：样品名称/型号规格/产品批号/报告编号/委托单位/生产单位/测试实验室、采集标准（默认 ANSI/IES LM-80-21）、推算标准（IES TM-21-21）、寿命阈值（L70）、测试温度点、每温度点数量、环境温度/湿度、壳温设定与容差。 实时状态 10 项：运行时间、采集次数、流明维持率(%)、光强(0°)、Vf、CCT、Ra、Δu'v'、下次采集、TM-21 状态。维持率 = 当前量/初始值×100%；Δu'v' 相对首点色度漂移；TM-21 简化外推 Φ/Φ0=exp(−αt)，L70 = ln(1/0.7)/α（少于 5 个数据点会提示数据不足）。 操作：开始 → 按间隔定时采集（光谱仪 + HP860 读 Vf），支持暂停/恢复/停止、清空数据；光强缺失时不记 0、不用其他光源补值。图表：四合一老化趋势图 + 实时 SPD。 6.7 光色度量指标一览 7. 标定与校准 通用要求：所有标定窗口都要求先停止扫描/测试；写入 HP860 EEPROM 或保存仪器定标时切勿断电。 7.1 电参数标定 入口：菜单「🎯 标定 → 电参数标定...」。 用标准电流源/电压源对比 HP860 实测值，计算修正系数： 填入标准电流源（默认 100.0 mA）与标准电压源（默认 3.2 V）。 点「读取实测值」→「计算系数」：kI = 标准电流/实测电流，kV = 标准电压/实测电压。 点「应用保存」，系数写入 HP860.dat 的 vf_ks/ir_ks。 ⚠️ 当前「读取实测值」为模拟随机值（99.5~100.5 mA / 3.18~3.22 V），未接真实硬件；且保存时电流/电压系数的写入位置与标签含义相反，正式使用前需开发方修正。 7.2 角度标定 入口：菜单「🎯 标定 → 角度标定...」。 用实际角度添加偏移角度对比 垂直、水平电机角度 实测值： 填入垂直、水平电机的角度零位偏移。零位偏移 = 实际光轴角 − 机械角 点「应用保存零位」，系数写入 HP860.dat 的AngleH/AngleV…