Characterization of the performance of illuminance meters and luminance meters

ISO/CIE 19476:2014 is applicable to illuminance and luminance meters. It defines quality indices characterizing the performance of such devices in a general lighting measurement situation, as well as measurement procedures for the individual indices and standard calibration conditions. Measurements of illuminance or luminance and their accuracy are influenced by various parameters, such as operational conditions, properties of light sources, as well as characteristics of the applied photometers. The characteristics of these photometers alone do not allow the determination of the measurement uncertainty for a specific measurement task. Nevertheless, it is generally true that instruments with "better" characteristics in most cases produce smaller uncertainties than instruments with "worse" properties.

Caractérisation des performances des luxmètres et des luminancemètres

ISO/CIE 19476:2014 définit les indices de qualité caractérisant les performances des luxmčtres et des luminancemčtres lorsqu'ils sont utilisés pour des mesures d'éclairage général. Elle définit également les procédures de mesure de chacun de ces indices et les conditions normalisées d'étalonnage. Les mesures d'éclairement et de luminance ainsi que leur exactitude sont influencées par divers paramčtres, tels que les conditions opérationnelles, les propriétés des sources de lumičre, autant que par les caractéristiques des photomčtres utilisés. Les caractéristiques de ces photomčtres ŕ elles seules ne permettent pas la détermination de l'incertitude de mesure pour une action de mesure particuličre. Néanmoins, il est généralement vrai qu'un instrument avec de "meilleures" caractéristiques, dans la plupart des cas, donne une incertitude plus faible qu'un instrument avec de "plus mauvaises" propriétés. Cette norme a été écrite pour: — donner des définitions claires et non ambigües pour chacun des indices de qualité; — définir les procédures et les méthodes de mesure pour une évaluation numérique de ces indices de qualité. — définir les conditions d'étalonnage pour les luxmčtres et les luminancemčtres. Les définitions des indices de qualité ainsi que les procédures et les méthodes pour l'évaluation numérique associée données dans cette norme remplacent, lorsqu'elles sont différentes, celles données dans la publication CIE 53-1982. La publication CIE 69-1987 doit ętre remplacée par cette norme.

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Status
Published
Publication Date
29-May-2014
Current Stage
9092 - International Standard to be revised
Start Date
29-Jun-2021
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ISO/CIE 19476:2014 - Characterization of the performance of illuminance meters and luminance meters
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ISO/CIE 19476:2014 - Caractérisation des performances des luxmetres et des luminancemetres
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO/CIE
STANDARD 19476
First edition
2014-06-01
Characterization of the performance of
illuminance meters and luminance meters
Caractérisation des performances des luxmètres et des
luminancemètres
Reference number
ISO/CIE 19476:2014(E)
ISO/CIE 2014
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/CIE 19476:2014(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO/CIE 2014

All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means,

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Published in Switzerland
ii © ISO/CIE 2014 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO/CIE 19476:2014(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies

(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO

technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been

established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and

non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the

International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described

in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the different types of

ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the

ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent

rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any patent

rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on the ISO list of

patent declarations received (see www.iso.org/patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment,

as well as information about ISO's adherence to the WTO principles in the Technical Barriers to Trade (TBT)

see the following URL: Foreword - Supplementary information

ISO/CIE 19476 was prepared by CIE Technical Committee 2-40: Characterizing the performance of

illuminance and luminance meters, as CIE S 023. The committee responsible for this document is ISO/TC 274,

Light and lighting.
© ISO 2014 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/CIE 19476:2014(E)
CIE S 023/E:2013
International Standard
Characterization of the Performance of
Illuminance Meters and Luminance Meters
Caractérisation des performances des luxmètres et des luminancemètres
Kennzeichnung der Güte von Beleuchtungsstärke- und Leuchtdichtemessgeräten

CIE International Standards are copyrighted and shall not be reproduced in any form, entirely

or partly, without the explicit agreement of the CIE.
CIE Central Bureau, Vienna
CIE S 023/E:2013
Babenbergerstraße 9/9A • A-1010 Vienna
UDC: 535.24 Descriptor: Photometry
535.241.5 Quantities related to photometric and
other measurements
535.241.535 Calibration
© ISO/CIE 2014 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO/CIE 19476:2014(E)
 CIE 2013
This document is a CIE International Standard and is copyright-protected by CIE.

All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced

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vi © ISO/CIE 2014 – All rights reserved
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO/CIE 19476:2014(E)
Foreword

International Standards produced by the Commission Internationale de l’Eclairage are concise

documents on aspects of light and lighting that require a unique definition. They are a primary

source of internationally accepted and agreed data which can be taken, essentially unaltered,

into universal standard systems.

This CIE International Standard has been prepared by CIE Technical Committee 2-40

“Characterizing the Performance of Illuminance and Luminance Meters”. It has been approved

by the Board of Administration and Division 2 of the Commission Internationale de l'Eclairage

as well as by the CIE National Committees. It is supposed to supersede CIE Publication 69-

1987.
—————————
This TC was chaired by R. Rattunde † (DE) and P. Blattner (CH).

Members were: R. Austin (US), J. Bastie, (FR), T. Bergen (AU), G. Czibula (DE), G. Dezsi (HU),

T. Goodman (GB), K.C. Khandelwal (IN), T.Q. Khanh (DE), U. Krüger (DE), J. Mahidharia (IN),

Y. Ohno (US), J. Pan (CN), J. Pietrzykowski (PL), I. Saito (JP), G. Sauter (DE), J. Schanda (HU),

H. Shitomi (JP), A. Sperli ng (DE), W. Steudtner (DE), R. Stolyarevskaya (RU), H.-G. Ulrich (DE),

G. Vandermeersch (BE), P. Vukadin (RS), X. Gan (SG), R. Young (GB).
© ISO/CIE 2014 – All rights reserved vii
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO/CIE 19476:2014(E)
CONTENTS

Foreword ........................................................................................................................... vii

1  Scope ............................................................................................................................ 1

2  Normative References .................................................................................................... 1

3  Definitions ...................................................................................................................... 2

3.1  General Definitions ................................................................................................ 2

3.2  Quality Indices ....................................................................................................... 4

4  Calibration ...................................................................................................................... 7

4.1  Conditions ............................................................................................................. 7

4.2  Illuminance Meters ................................................................................................ 7

4.2.1  General ..................................................................................................... 7

4.2.2  (Planar) Illuminance E ................................................................................ 7

4.2.3  Spherical Illuminance E ............................................................................. 8

4.2.4  Cylindrical Illuminance E ........................................................................... 8

4.2.5  Semi-Cylindrical Illuminance E ................................................................. 8

4.2.6  Semi-Spherical Illuminance E ................................................................... 9

4.3  Luminance Meters ................................................................................................. 9

4.4  Calibration Uncertainties ........................................................................................ 9

4.5  Initial Adjustment ................................................................................................. 10

4.6  Checking of Photometers ..................................................................................... 10

5  Properties of Illuminance Meters and Luminance Meters ............................................... 11

5.1  General Considerations ....................................................................................... 11

5.2  Spectral Properties .............................................................................................. 11

5.2.1  General ................................................................................................... 11

5.2.2  Measurement ........................................................................................... 11

5.2.3  Luminous Responsivity ............................................................................ 12

5.2.4  Relative Luminous Responsivity and Spectral Mismatch Correction

Factor ...................................................................................................... 12

5.2.5  Colour Correction Factor and Mismatch Exponent ..................................... 13

5.2.6  Specific Mismatch Index ....................................................................... 13

5.2.7  General V  Mismatch Index f ............................................................ 13

5.3  UV Response ...................................................................................................... 14

5.3.1  General ................................................................................................... 14

5.3.2  Measurement ........................................................................................... 14

5.3.3  Characterization ....................................................................................... 15

5.4  IR Response........................................................................................................ 16

5.4.1  General ................................................................................................... 16

5.4.2  Measurement ........................................................................................... 16

5.4.3  Characterization ....................................................................................... 16

5.5  Directional Response for Illuminance Meters ........................................................ 17

5.5.1  General ................................................................................................... 17

5.5.2  Measurement ........................................................................................... 17

5.5.3  Characterization for (Planar) Illuminance Meters ....................................... 17

5.5.4  Characterization for Spherical Illuminance Meter ...................................... 18

5.5.5  Characterization for Cylindrical Illuminance Meter ..................................... 19

© ISO/CIE 2014 – All rights reserved
viii
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO/CIE 19476:2014(E)

5.5.6  Characterization for Semi-Cylindrical Illuminance Meter ............................ 20

5.5.7  Characterization for Semi-Spherical Illuminance Meter ............................. 21

5.6  Directional Response for Luminance Meter .......................................................... 22

5.6.1  General ................................................................................................... 22

5.6.2  Measurement ........................................................................................... 22

5.6.3  Characterization ....................................................................................... 22

5.6.4  Measurement of the Effect of the Surrounding Field .................................. 24

5.7  Linearity .............................................................................................................. 25

5.7.1  General ................................................................................................... 25

5.7.2  Measurement ........................................................................................... 25

5.7.3  Characterization ....................................................................................... 25

5.8  Display - Unit ......................................................................................................... 26

5.8.1  General ................................................................................................... 26

5.8.2  Characterization ....................................................................................... 26

5.9  Fat i gue ................................................................................................................ 27

5.9.1  General ................................................................................................... 27

5.9.2  Measurement ........................................................................................... 27

5.9.3  Characterization ....................................................................................... 27

5.10  Temperat ure ........................................................................................................ 27

5.10.1  General ................................................................................................... 27

5.10.2  Measurement ........................................................................................... 28

5.10.3  Characterization ....................................................................................... 28

5.11  Humidity Resistance ............................................................................................ 28

5.11.1  General ................................................................................................... 28

5.11.2  Measurement ........................................................................................... 28

5.11.3  Characterization ....................................................................................... 29

5.12  Modulated Light ................................................................................................... 29

5.12.1  General ................................................................................................... 29

5.12.2  Measurement ........................................................................................... 29

5.12.3  Characterization ....................................................................................... 30

5.13  Polarization Dependence ..................................................................................... 30

5.13.1  General ................................................................................................... 30

5.13.2  Measurement ........................................................................................... 30

5.13.3  Characterization ....................................................................................... 31

5.14  Spatial Non-Uniformity Response ......................................................................... 31

5.14.1  General ................................................................................................... 31

5.14.2  Measurement ........................................................................................... 31

5.14.3  Characterization ....................................................................................... 31

5.15  Range Change .................................................................................................... 32

5.15.1  General ................................................................................................... 32

5.15.2  Measurement ........................................................................................... 32

5.15.3  Characterization ....................................................................................... 32

5.16  Focusing Distance (luminance meter only) ........................................................... 32

5.16.1  General ................................................................................................... 32

5.16.2  Measurement ........................................................................................... 33

5.16.3  Characterization ....................................................................................... 33

6  Acronyms ..................................................................................................................... 33

© ISO/CIE 2014 – All rights reserved
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO/CIE 19476:2014(E)

Annex A (normative) Sources and Filters Used for the Determination of the UV and IR

Respons e ..................................................................................................................... 34

Annex B (informative) General Comments ........................................................................... 36

B.1  General ............................................................................................................... 36

B.2  Quality Indices ..................................................................................................... 36

B.2.1  V  Mismatch f ................................................................................... 36

 

B.2.2  UV Response f ................................................................................... 36

B.2.3  IR Response f ..................................................................................... 36

B.2.4  Cosine Response f (illuminance meter only) .......................................... 36

B.2.5  Directional Response f and Surround Field f (luminance meter
2,g 2,u

only) ........................................................................................................ 37

B.2.6  Linearity f ............................................................................................. 37

B.2.7  Display-Unit f ........................................................................................ 37

B.2.8  Fatigue f ............................................................................................... 37

B.2.9  Temperature Dependence f ................................................................ 37

6,T

B.2.10  Humidity Resistance f ........................................................................ 37

6,H

B.2.11  Modulated Light f .................................................................................. 37

B.2.12  Polarization f ........................................................................................ 37

B.2.13  Spatial Non-Uniformity Response f ......................................................... 38

B.2.14  Range Change f .................................................................................. 38

B.2.15  Focusing Distance f (luminance meter only) ......................................... 38

© ISO/CIE 2014 – All rights reserved
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO/CIE 19476:2014(E)
Characterization of the Performance of Illuminance Meters and Luminance
Meters
1 Scope

This CIE International Standard is a pplicable to illuminance and luminance meters. The

Standard defines quality indices characterizing the performance of such devices in a general

lighting measurement situation, as well as measurement procedures for the individual indices

and standard calibration conditions.

Measurements of illuminance or luminance and their accuracy are influenced by various

parameters, such as operational conditions, properties of light sources, as we ll as

characteristics of the applied photometers. The characteristics of these photometers alone do

not allow the determination of the measurement uncertainty for a specific measurement task.

Nevertheless, it is generally true that instruments with “better” characteristics in most cases

produce smaller uncertainties than instruments with “worse” properties. This Standard has

been written to:
 give clear and unambiguous definitions for the individual quality indices;

 define measurement procedures and methods for numerical evaluation of these quality

indices;
 define calibration conditions for illuminance meters and luminance meters.

Where different, the definitions of the quality indices and the associated measurement

procedures and methods for numerical evaluation given in this Standard supersede those

given in CIE Publication 53-1982. CIE publication 69-1987 shall be superseded by this

Standard.
2 Normative References

The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and

are indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For

undated references, the latest edition of the referenced document (including any
amendments) applies.
CIE 202:2011 Spectral Responsivity Measurement of Detectors, Radiometers and
Photometers
CIE S 017/E:2011 ILV: International Lighting Vocabulary
ISO 11664-2:2007/CIE S 014-2:2006 Colorimetry – Part 2: CIE Standard Illuminants
ISO 23539:2005/CIE S 010:2004 Photometry – The CIE System of Physical Photometry
CIE 198:2011 Determination of Measurement Uncertainties in Photometry

CIE 114/4-1994 CIE Collection in Photometry and Colorimetry - Distribution Temperature and

Ratio Temperature

IEC 60051-1:1997 Direct acting indicating analogue electrical measuring instruments and

their accessories – Part 1: Definitions and general requirements common to all parts

ISO/IEC Guide 98-3:2008 Uncertainty of measurement -- Part 3: Guide to the expression of

uncertainty in measurement (GUM:1995)
ISO/IEC Guide 99:2007 International Vocabulary of Metrology — Ba sic and General
Concepts and Associated Terms (VIM).
—————————
Also referred as JCGM 100:2008, available from BIPM webpage.
Also referred as JCGM 200:2008, available from BIPM webpage.
© ISO/CIE 2014 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO/CIE 19476:2014(E)
3 Definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in CIE S 017/E:2011

(International Lighting Vocabulary) and the following apply.
3.1 General Definitions
3.1.1
measurement accuracy

closeness of agreement between a measured quantity value and a true quantity value of a

measurand

Note 1 to entry: The concept ‘measurement accuracy’ is not a quan tity and is not given a numerical

quantity value. A measurement is said to be more a ccurate when it offers a smaller

measurement error.

Note 2 to entry: The term “measurement accuracy” should not be used for measurement trueness and

the term measurement precision should not be used for ‘measu rement accuracy’,
which, however, is related to both these concepts.

Note 3 to entry: ‘Measurement accuracy’ is sometimes understood as closeness of agreement

between measured quantity values that are being attributed to the measurand.
[Source: ISO/IEC Guide 99:2007 (VIM), 2.13]
3.1.2
measurement error
measured quantity value minus a reference quantity value
Note 1 to entry: The concept of ‘measurement error’ can be used both

a) when there is a single re ference quantity value to refer to, which occurs if a

calibration is made b y means of a measurement standard with a measured
quantity value having a negligible measurement uncertainty or if a conventional
quantity value is given, in which case the measurement error is known, and

b) if a measurand is supposed to be represented by a unique true quantity value or a

set of true quantity values of negligible range, in w hich case the measuremen t
error is not known.

Note 2 to entry: Measurement error should not be confused with production error or mistake.

[Source: ISO/IEC Guide 99:2007 (VIM), 2.16]
3.1.3
calibration

operation that, under specified conditions, in a first step, establishes a relation between the

quantity values with measurement uncertainties provided by measurement standards and

corresponding indications with associated measurement uncertainties and, in a second step,

uses this information to e stablish a r elation for o btaining a measurement result from an

indication

Note 1 to entry: A calibration may be e xpressed by a statement, calibration function, calibration

diagram, calibration curve, or calibration table. In some cases, it may consist of an

additive or multiplicative correction of the indication with associated measurement

uncertainty.

Note 2 to entry: Calibration should not be confused with adjustment of a measuring sy stem, often

mistakenly called “self-calibration”, nor with verification of calibration.

Note 3 to entry: Often, the first step alone in the above definition is perceived as being calibration.

[Source: ISO/IEC Guide 99:2007 (VIM), 2.39]
3.1.4
adjustment of a measuring system

set of operations carried out on a measuring system so that it provides prescribed indications

corresponding to given values of a quantity to be measured
2 © ISO/CIE © ISO/CIE 2014 – All rights reserved2014 – All rights reserved
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO/CIE 19476:2014(E)

Note 1 to entry: Types of adjustment of a measuring system include zero adjustment of a mea suring

system, offset adjustment, and span adjustment (sometimes called gain adjustment).

Note 2 to entry: Adjustment of a measuring system should not be confused with calibration, which is a

prerequisite for adjustment.

Note 3 to entry: After an adjustment of a measuring system, the measuring system must usually be

recalibrated.
[Source: ISO/IEC Guide 99:2007 (VIM), 3.11]
3.1.5
(metrological) traceability

property of a measurement result whereby the result can be related to a reference through a

documented unbroken chain of calibrations, each contributing to the measurement uncertainty

Note 1 to entry: For this definition, a ‘reference’ can be a definition of a measurement unit through its

practical realization, or a measurement procedure including the measurement unit for

a non-ordinal quantity, or measurement standard.

Note 2 to entry: Metrological traceability requires an established calibration hierarchy.

Note 3 to entry: Specification of the reference must include the time at which this reference was used

in establishing the calibration hierarchy, along with any other relevant metrological

information about the reference, such as when the first calibra tion in the calibration

hierarchy was performed.

Note 4 to entry: For measurements with more than one input quantity in the measuremen t model,

each of the input quantity values should itself be metrologically traceable and th e

calibration hierarchy involved may form a branched structure or a network. The effort

involved in establishing metrological traceability for each input qua ntity value should

be commensurate with its relative contribution to the measurement result.

Note 5 to entry: Metrological traceability of a measurement result does not ensure that th e

measurement uncertainty is adequate for a given purpose or that there is an absence

of mistakes.

Note 6 to entry: A comparison between two measurement standards may be viewed as a calibration if

the comparison is used to check and, i f necessary, correct the quantity value and

measurement uncertainty attributed to one of the measurement standards.

Note 7 to entry: The ILAC considers the elements for confirming me trological traceability to be an

unbroken metrological traceability chain to an international measurement standard or

a national measurement standard, a documented meas urement uncertainty, a
documented measurement procedure, accredited technical competence, metrological
traceability to the SI, and calibration intervals (see ILAC P-10:2002).

Note 8 to entry: The abbreviated term “traceability” is some times used to mean ‘metrolo gical

traceability’ as well as other concepts, such as ‘sample traceability’ or ‘document

traceability’ or ‘instrument traceability’ or ‘material traceability ’, where the hi story

(“trace”) of an item is meant. Therefore, the full term of “metrolo gical traceability” is

preferred if there is any risk of confusion.
[Source: ISO/IEC Guide 99:2007 (VIM), 2.41]
3.1.6
photometer
instrument for measuring photometric quantities
[Source: CIE S 017/E:2011, 17-909]

Note 1 to entry: A photometer consists of a photometer head, a signal converter, an output device and

a power supply. The different parts can be built t o a single device or split into

separate housings. Within this Standard, the term photometer refers to illuminance

and luminance mete rs having a single detecto r that measure s light spe ctrally
integrated.
3.1.7
reference plane (of a photometer or light source)

plane associated with a photometer or a light source for the purpose of measuring the

distance between them
© ISO/CIE 2014 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO/CIE 19476:2014(E)

Note 1 to entry: For a photometer this is the plane perpendicular to the optical axis of the photometer

head at which the photometer or photometer head is calibrated. The reference plane

of a photometer should ideally coincide with the effective reference plane.
3.1.8
effective reference plane (of a photometer)
...

NORME ISO/CIE
INTERNATIONALE 19476
Première édition
2014-06-01
Caractérisation des performances des
luxmètres et des luminancemètres
Characterization of the performance of illuminance meters and
luminance meters
Numéro de référence
ISO/CIE 19476:2014(F)
ISO/CIE 2014
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/CIE 19476:2014(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO/CIE 2014

All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized otherwise in any form or by any

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Permission can be requested from either ISO or CIE at the respective addresses below.

ISO copyright office CIE Central Bureau
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Publié en Suisse
ii © ISO/CIE 2014 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO/CIE19476:2014(F)
Avant-propos

L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de

normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée

aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du

comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non

gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec

la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont décrites

dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents critères

d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été rédigé

conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2

(voir www.iso.org/directives).

L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne

pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant les références

aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l'élaboration du document

sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de brevets reçues par l'ISO (voir

www.iso.org/brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données pour

information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un engagement.

Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la

conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion de l'ISO aux principes de l'OMC concernant les

obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos — Informations supplémentaires.

L'ISO/CIE 19476 a été élaborée par le Comité Technique CIE 2-40: Caractérisation des Performances des

Luxmètres et des Luminancemètres, en tant que CIE S 023. Le comité chargé de l'élaboration du présent

document est l'ISO/TC 274, Lumière et éclairage.
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ISO/CIE19476:2014(F)
CIE S 023/F:2013
Norme Internationale
Caractérisation des performances des
luxmètres et des luminancemètres
Characterization of performance of illuminance meters and luminance meters
Kennzeichnung der Güte von Beleuchtungsstärke- und Leuchtdichtemessgeräten

Les normes CIE sont protégées par le copyright et ne doivent pas être reproduites sous

quelque forme que ce soit, entièrement ni partiellement, sans l'accord explicite de la CIE.

CIE Central Bureau, Vienna CIE S 023/F:2013
Babenbergerstraße 9/9A • A-1010 Vienna
UDC: 535.24 Descripteur: Photométrie
535.241.5 Grandeurs en rapport avec les mesures
photométriques et autres mesures
535.241.535 Etalonnage
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 CIE 2013

Ce document est une norme internationale CIE protégée par le copyright de la CIE.

Tous droits réservés. Sauf mention contraire, aucune partie de cette publication ne peut être

reproduite ou utilisée sous quelque forme que ce soit, ni par quelque moyen que ce soit,

électronique ou mécanique, y compris la photocopie et le microfilm, sans l'autorisation du

Bureau Central de la CIE obtenue en écrivant à l'adresse ci-dessous.
CIE Central Bureau
Babenbergerstraß e 9/9A
A-1010 Vienne
Autriche
Tel.: +43 1 714 3187
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Avant Propos

Les normes élaborées par la Commission Internationale de l'Eclairage sont des documents

d'information concis, relatifs à la lumière et à l'éclairage, pour lesquels des définitions de

référence sont requises. Les normes CIE fournissent une source première d'informations,

internationalement reconnues et acceptées, pouvant être introduites pratiquement sans

modification dans des ensembles de normes universelles.

Cette norme internationale CIE a été préparée par le Comité Technique CIE TC 2-40

“Caractérisation des Performances des Luxmètres et des Luminancemètres”. Elle a été

approuvée par le Bureau d’Administration, par la Division 2 de la Commission Internationale

de l'Eclairage et par les Comités Nationaux de la CIE. Elle est supposée remplacer la

Publication CIE 69-1987.
Ce TC fut présidé par R. Rattunde † (DE) and P. Blattner (CH).

Les membres étaient: R. Austin (US), J. Bastie, (FR), T. Bergen (AU), G. Czibula (DE), G. Dezsi (HU),

T. Goodman (GB), K.C. Khandelwal (IN), T.Q. Khanh (DE), U. Krüger (DE), J. Mahidharia (IN),

Y. Ohno (US), J. Pan (CN), J. Pietrzykowski (PL), I. Saito (JP), G. Sauter (DE), J. Schanda (HU),

H. Shitomi (JP), A. Sperling (DE), W. Steudtner (DE), R. Stolyarevskaya (RU), H.-G. Ulrich (DE),

G. Vandermeersch (BE), P. Vukadin (RS), X. Gan (SG), R. Young (GB).
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TABLE DES MATIERES

Avant Propos ....................................................................................................................... viii

1 Domaine d’application ...................................................................................................... 1

2 Références normatives ..................................................................................................... 1

3 Définitions ........................................................................................................................ 2

3.1 Définitions générales ............................................................................................... 2

3.2 Indices de qualité .................................................................................................... 4

4 Etalonnage ....................................................................................................................... 7

4.1 Conditions ............................................................................................................... 7

4.2 Luxmètres ............................................................................................................... 7

4.2.1 Généralités .................................................................................................. 7

4.2.2 Eclairement (plan) E .................................................................................... 7

4.2.3 Eclairement sphérique E ............................................................................. 8

4.2.4 Eclairement cylindrique E .......................................................................... 8

4.2.5 Eclairement semi-cylindrique E ................................................................. 8

4.2.6 Eclairement hémisphérique E ................................................................... 9

4.3 Luminancemètre ...................................................................................................... 9

4.4 Incertitude d’étalonnage .......................................................................................... 9

4.5 Ajustement initial ................................................................................................... 10

4.6 Vérification des photomètres ................................................................................. 10

5 Propriétés des luxmètres et des luminancemètres .......................................................... 11

5.1 Considérations générales ...................................................................................... 11

5.2 Propriétés spectrales............................................................................................. 11

5.2.1 Généralité ................................................................................................. 11

5.2.2 Mesure ...................................................................................................... 11

5.2.3 Sensibilité lumineuse ................................................................................. 12

5.2.4 Sensibilité lumineuse relative et facteur de correction d’adaptation

spectrale ................................................................................................... 12

5.2.5 Facteur de correction de couleur et exposant d’adaptation ........................ 13

5.2.6 Indice spécifique d’adaptation ................................................................... 14

5.2.7 Indice général d’adaptation à V(λ): ....................................................... 14

5.3 Réponse aux rayonnements UV ............................................................................ 14

5.3.1 Généralités ................................................................................................ 14

5.3.2 Mesure ...................................................................................................... 15

5.3.3 Caractérisation .......................................................................................... 16

5.4 Réponse aux rayonnements IR .............................................................................. 16

5.4.1 Généralités ................................................................................................ 16

5.4.2 Mesure ...................................................................................................... 16

5.4.3 Caractérisation .......................................................................................... 16

5.5 Réponse directionnelle pour les luxmètres ............................................................ 17

5.5.1 Généralité ................................................................................................. 17

5.5.2 Mesure ...................................................................................................... 17

5.5.3 Caractérisation des luxmètres (plan) ......................................................... 18

5.5.4 Caractérisation pour les luxmètres sphériques ........................................... 18

5.5.5 Caractérisation des luxmètres cylindriques ................................................ 19

viii
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5.5.6 Caractérisation des luxmètres semi-cylindrique ......................................... 20

5.5.7 Caractérisation des luxmètres hémisphériques .......................................... 21

5.6 Réponse directionnelle pour les luminancemètres ................................................. 22

5.6.1 Généralités ................................................................................................ 22

5.6.2 Mesure ...................................................................................................... 22

5.6.3 Caractérisation .......................................................................................... 23

5.6.4 Mesure de l’effet du champ environnant .................................................... 25

5.7 Linéarité ................................................................................................................ 25

5.7.1 Généralités ................................................................................................ 25

5.7.2 Mesure ...................................................................................................... 25

5.7.3 Caractérisation .......................................................................................... 26

5.8 Afficheur................................................................................................................ 26

5.8.1 Généralité ................................................................................................. 26

5.8.2 Caractérisation .......................................................................................... 26

5.9 Fatigue .................................................................................................................. 27

5.9.1 Généralités ................................................................................................ 27

5.9.2 Mesure ...................................................................................................... 27

5.9.3 Caractérisation .......................................................................................... 27

5.10 Température .......................................................................................................... 28

5.10.1 Généralités ................................................................................................ 28

5.10.2 Mesure ...................................................................................................... 28

5.10.3 Caractérisation .......................................................................................... 28

5.11 Resistance à l’humidité ......................................................................................... 29

5.11.1 Généralité ................................................................................................. 29

5.11.2 Mesure ...................................................................................................... 29

5.11.3 Caractérisation .......................................................................................... 29

5.12 Lumière modulée ................................................................................................... 29

5.12.1 Généralités ................................................................................................ 29

5.12.2 Mesure ...................................................................................................... 30

5.12.3 Caractérisation .......................................................................................... 30

5.13 Dépendance à la polarisation ................................................................................ 31

5.13.1 Généralités ................................................................................................ 31

5.13.2 Mesure ...................................................................................................... 31

5.13.3 Caractérisation .......................................................................................... 31

5.14 Réponse spatiale non-uniforme ............................................................................. 32

5.14.1 Généralité ................................................................................................. 32

5.14.2 Mesure ...................................................................................................... 32

5.14.3 Caractérisation .......................................................................................... 32

5.15 Changement de calibre ......................................................................................... 32

5.15.1 Généralité ................................................................................................. 32

5.15.2 Mesure ...................................................................................................... 32

5.15.3 Caractérisation .......................................................................................... 33

5.16 Distance de focalisation (luminancemètre uniquement) ......................................... 33

5.16.1 Généralité ................................................................................................. 33

5.16.2 Mesure ...................................................................................................... 33

5.16.3 Caractérisation .......................................................................................... 33

6 Acronymes ..................................................................................................................... 33

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ISO/CIE19476:2014(F)

Annex A (normative) Sources et filtres utilisés pour la détermination de la réponse aux

rayonnements UV et aux rayonnements IR ..................................................................... 35

Annex B (informative) Commentaires généraux ................................................................... 37

B.1 Généralité ............................................................................................................. 37

B.2 Indices de qualité .................................................................................................. 37

B.2.1 Adaptation à V(λ), f ................................................................................ 37

B.2.2 Réponse aux rayonnements UV f ......................................................... 37

B.2.3 Réponse aux rayonnements IR f ........................................................... 37

B.2.4 Réponse cosinus f (luxmètre uniquement) .............................................. 38

B.2.5 Réponse directionnelle f et champ environnant f
2,g 2,u

(luminancemètre uniquement) ................................................................... 38

B.2.6 Linéarité f .............................................................................................. 38

B.2.7 Afficheur f .............................................................................................. 38

B.2.8 Fatigue f ................................................................................................ 38

B.2.9 Dépendance à la température f ............................................................ 38

6,T

B.2.10 Résistance à l’humidité f ..................................................................... 38

6,H

B.2.11 Lumière modulée f ................................................................................. 38

B.2.12 Polarisation f .......................................................................................... 39

B.2.13 Non-uniformité spatiale de la réponse f ................................................... 39

B.2.14 Changement de calibre f ....................................................................... 39

B.2.15 Distance de focalisation f (luminancemètre uniquement) ....................... 39

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ISO/CIE19476:2014(F)
Caractérisation des performances des luxmètres et des luminancemètres
1 Domaine d’application

Cette norme internationale de la CIE définit les indices de qualité caractérisant les

performances des luxmètres et des luminancemètres lorsqu’ils sont utilisés pour des mesures

d’éclairage général. Elle définit également les procédures de mesure de chacun de ces

indices et les conditions normalisées d’étalonnage.

Les mesures d’éclairement et de luminance ainsi que leur exactitude sont influencées par

divers paramètres, tels que les conditions opérationnelles, les propriétés des sources de

lumière, autant que par les caractéristiques des photomètres utilisés. Les caractéristiques de

ces photomètres à elles seules ne permettent pas la détermination de l’incertitude de mesure

pour une action de mesure particulière. Néanmoins, il est généralement vrai qu’un instrument

avec de “meilleures” caractéristiques, dans la plupart des cas, donne une incertitude plus

faible qu’un instrument avec de “plus mauvaises” propriétés. Cette norme a été écrite pour:

• donner des définitions claires et non ambigües pour chacun des indices de qualité;

• définir les procédures et les méthodes de mesure pour une évaluation numérique de

ces indices de qualité.
• définir les conditions d’étalonnage pour les luxmètres et les luminancemètres.

Les définitions des indices de qualité ainsi que les procédures et les méthodes pour

l’évaluation numérique associée données dans cette norme remplacent, lorsqu’elles sont

différentes, celles données dans la publication CIE 53-1982. La publication CIE 69-1987 doit

être remplacée par cette norme.
2 Références normatives

Les documents suivants, en entier ou en partie, sont référencés de manière normative dans

ce document et sont indispensables à son application. Pour les références datées,

uniquement l’édition citée s’applique. Pour les références non datées, l’édition la plus récente

du document référencé (y compris les amendements) s’applique.
CIE 202:2011 Spectral Responsivity Measurement of Detectors, Radiometers and
Photometers
CIE S 017:2011 ILV: International Lighting Vocabulary

ISO 11664-2:2007/CIE S 014-2:2006 Colorimétrie – Partie 2: Illuminants CIE Normalisés

ISO 23539:2005/CIE S 010:2004 Photométrie – Le Système CIE de Photométrie Physique

CIE 198:2011 Determination of Measurement Uncertainties in Photometry

CIE 114/4-1994 CIE Collection in Photometry and Colorimetry - Distribution Temperature and

Ratio Temperature

IEC 60051-1:1997 Appareils mesureurs électriques indicateur analogique à action directe et

leurs accessoires – Partie 1: Définitions et prescriptions générales communes à toutes les

parties

ISO/IEC Guide 98-3:2008 Incertitude de mesure -- Partie 3: Guide pour l’expression de

l’incertitude de mesure (GUM:1995)

ISO/IEC Guide 99:2007 Vocabulaire International de Métrologie — Concepts Fondamentaux

et Généraux et Termes Associés (VIM)
Egalement référencé JCGM 100:2008, disponible sur la page web du BIPM.
Egalement référencé JCGM 200:2008, disponible sur la page web du BIPM.
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ISO/CIE19476:2014(F)
3 Définitions

Pour les besoins du présent document les termes et les définitions donnés dans la norme CIE

S 017/E:2011 (Vocabulaire International de l’Eclairage) et ci-dessous s’appliquent.

3.1 Définitions générales
3.1.1
exactitude de mesure

étroitesse de l'accord entre une valeur mesurée et une valeur vraie d'un mesurande

Note 1 à l'article: L'exactitude de mesure n'est pas une grandeur et ne s'exprime pas numériquement.

Un mesurage est quelquefois dit plus exact s'il fournit une pl us petite erreur de

mesure.

Note 2 à l'article: Il convient de ne pas utiliser le terme «exactitude de mesure» pour la justesse de

mesure et le terme «fidélité de mesure» pour l'exactitude de mesure. Celle-ci est

toutefois liée aux concepts de justesse et de fidélité.

Note 3 à l'article: L'exactitude de m esure est quelquefois interprétée comme l'étroitesse de l 'accord

entre les valeurs mesurées qui sont attribuées au mesurande.
[Source: ISO/IEC Guide 99:2007 (VIM), 2.13]
3.1.2
erreur de mesure
différence entre la valeur mesurée d'une grandeur et une valeur de référence
Note 1 à l'article: Le concept d’erreur peut être utilisé

a) Lorsqu’il existe une valeur de référence unique à laquelle se reporter ce qui a lieu

si on effectue un étalonnage au moyen d’un étalon dont la valeur mesurée a une
incertitude de mesure négligeable ou s i on prend une valeur conventionnelle,
l’erreur est alors connue.
b) Si on s uppose le mesurande représenté par une v aleur vraie unique ou un
ensemble de valeurs vraies d’étendue négligeable, l’erreur étant alors inconnue.

Note 2 à l'article: Il convient de ne pas confondre l’erreur de mesure avec une erreur de production ou

une erreur humaine.
[Source: ISO/IEC Guide 99:2007 (VIM), 2.16]
3.1.3
étalonnage

opération qui, dans des conditions spécifiées, établit en une pr emière étape une relation entre les

valeurs et les incertitudes de mesure associées qui sont fournies par des étalons et les indications

correspondantes avec les incertitudes associées, puis utilise en une seconde étape cette information

pour établir une relation permettant d'obtenir un résultat de mesure à partir d'une indication

Note 1 à l'article: Un étalonnage peut être exprimé sous la forme d'un énoncé, d'une fonction d'étalonnage, d'un

diagramme d'étalonnage, d'une courbe d'étalonnage ou d'une table d'étalonnage. Dans

certains cas, il peut consister en une correction additive ou multiplicative de l'indication avec

une incertitude de mesure associée.

Note 2 à l'article: Il convient de ne pas confondre l'étalonnage avec l'ajustage d'un système de mesure, souvent

appelé improprement «auto-étalonnage», ni avec la vérification de l’étalonnage.

Note 3 à l'article: La seule première étape dans la définition est souvent perçue comme étant l'étalonnage.

[Source: ISO/IEC Guide 99:2007 (VIM), 2.39]
3.1.4
ajustage d'un système de mesure

ensemble d'opérations réalisées sur un s ystème de m esure pour qu'il fournisse des indications

prescrites correspondant à des valeurs données des grandeurs à mesurer

Note 1 à l'article: Divers types d'ajustage d'un système de mesure sont le réglage de zéro, le réglage de

décalage, le réglage d'étendue (appelé aussi réglage de gain).
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Note 2 à l'article: Il convient de ne pas confondre l'ajustage d'un système de mesure avec son étalonnage, qui

est un préalable à l'ajustage.

Note 3 à l'article: Après un ajustage d'un système de m esure, le système demande généralement à être

réétalonné.
[Source: ISO/IEC Guide 99:2007 (VIM), 3.11]
3.1.5
traçabilité (métrologique)

propriété d'un résultat de mesure selon laquelle ce résultat peut être relié à une r éférence par

l'intermédiaire d'une chaîne ininterrompue et documentée d'étalonnages dont chacun contribue à

l'incertitude de mesure

Note 1 à l'article: La référence mentionnée dans la définition peut être une définition d'une unité de mesure

sous la forme de sa réalisation pratique, une procédure de mesure, qui indique l'unité de

mesure dans le cas d'une grandeur autre qu'une grandeur ordinale, ou un étalon.

Note 2 à l'article: La traçabilité métrologique nécessite l'existence d'une hiérarchie d'étalonnage.

Note 3 à l'article: La spécification de la référence doit comprendre la date où cette référence a été utilisée dans

l'établissement d'une hiérarchie d'étalonnage, ainsi que d'autres informations métrologiques

pertinentes concernant la référence, telles que la date où a été effectué le premier étalonnage

de la hiérarchie.

Note 4 à l'article: Pour des mesurages comportant plus d'une seule grandeur d'entrée dans le modèle de

mesure, chaque valeur d'entrée devrait être elle-même métrologiquement traçable et la

hiérarchie d'étalonnage peut prendre la forme d'une structure ramifiée ou d'un réseau. Il

convient que l'effort consacré à établir la traçabilité métrologique de chaque valeur d'entrée

soit proportionné à sa contribution relative au résultat de mesure.

Note 5 à l'article: La traçabilité métrologique d'un résultat de mesure n'assure pas l'adéquation de l'incertitude

de mesure à un but donné ou l'absence d'erreurs humaines.

Note 6 à l'article: Une comparaison entre deux étalons peut être considérée comme un étalonnage si elle sert à

vérifier et, si nécessaire, à corriger la valeur et l'incertitude attribuées à l'un des étalons.

Note 7 à l'article: L'ILAC considère que les éléments nécessaires pour confirmer la traçabilité métrologique sont

une chaîne de traçabilité métrologique ininterrompue à un étalon international ou un étalon

national, une incertitude de mesure documentée, une procédure de mesure documentée, une

compétence technique reconnue, la traçabilité métrologique au SI et des intervalles entre

étalonnages (voir ILAC P-10:2002).

Note 8 à l'article: Le terme abrégé «traçabilité» est quelquefois employé pour désigner la traçabilité

métrologique, ainsi que d'autres concepts tels que la traçabilité d'un spécimen, d'un

document, d'un instrument ou d'un matériau, où intervient l'historique (la trace) d'une entité. Il

est donc préférable d'utiliser le terme complet «traçabilité métrologique » s'il y a risque de

confusion.
[Source: ISO/IEC Guide 99:2007 (VIM), 2.41]
3.1.6
photomètre
instrument pour mesurer les grandeurs photo
...

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