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INCERTIDUMBRE DE LA TEMPERATURA
DE COLOR CORRELACIONADA (CCT)
EN FUENTES DE LUZ.
Ing. Miguel A. Chávez
Directores: Dr. Jesús M. Quintero, Dr. Carlos A. Perilla
LABE, Laboratorio de Ensayos Eléctricos Universidad
Nacional de Colombia
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CONTENIDO
• Temperatura de Color
Correlacionada (CCT)
• Aplicaciones, ¿para qué sirve?
• Cálculo de CCT
• GUM, Guía para el calculo de
incertidumbres
• Resultados
• Conclusiones
Tomado de [1]
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TEMPERATURA DE COLOR
CORRELACIONADA (CCT)
Definición – Aplicaciones
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TEMPERATURA DE COLOR
CORRELACIONADA
se define como la temperatura del
radiador planckiano cuya
cromaticidad es la más cercana a la
de la fuente en un diagrama de
escala de cromaticidad uniforme
adecuado (Robetson 1968)Graficas tomados de [2][3]
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APLICACIONES, EFECTO
Graficas tomados y modificas de [4] 6
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Temperatura de Color CorrelacionadaEfecto en el ser humano
La luz cálida (CCT <3300 [K]) nos relaja y
nos hace sentir cómodos.
Luz neutra (CCT <3300 <CCT <5000 [K])
la usaremos en ambientes relajados pero
con un toque más activo y actual.
La luz fría (5000 a 6500K) nos estimula y
nos mantiene alerta y despierto, por lo
que se recomienda en oficinas, oficinas y
salas de estudio como iluminación
general.
Grafica tomada de [5]
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CALCULO DE LA TEMPERATURA
DE COLOR
Modelo
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Temperatura de Color CorrelacionadaCalculo
𝑋 = න𝑉𝐼𝑆
𝑆 𝜆 ∗ ҧ𝑥 𝜆 𝑑𝜆
𝑌 = න𝑉𝐼𝑆
𝑆 𝜆 ∗ ത𝑦 𝜆 𝑑𝜆
𝑍 = න𝑉𝐼𝑆
𝑆 𝜆 ∗ ҧ𝑧 𝜆 𝑑𝜆
𝑥 =𝑋
𝑋 + 𝑌 + 𝑍; 𝑦 =
𝑌
𝑋 + 𝑌 + 𝑍;
Graficas tomados de [6] 9
INCERTIDUMBRE EN LA
TEMPERATURA DE COLOR
¿Qué diferencias de Temperatura son validas?
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INCERTIDUMBRE CCT
El Plackian Locus presenta una NO
linealidad en la temperatura de
color.
Temperaturas de 2700, 4000 y 6500
K, con diferencias de ± 100 K
Graficas tomados de [6] 11
INCERTIDUMBRE
Máximas diferencias de
temperatura de color posibles ΔT
en función de la temperatura de
color CCT para diferencias de
color claramente visibles, visibles
y discutible Δ𝒖'𝒗 '(umbrales de
percepción según [*])
[*] Harbers, G.; McGroddy, K.; Petluri, R.; Tseng, P. K.; and Yriberri, J.: VIisual color matching of
LED and tungsten-halogen light sources, präsentiert auf CIE 2010: Lighting Quality and Energy
Efficiency, (2010).
[*] Bieske, K.; Fiebig, T.: Kombination unterschiedlicher Lichtfarben im Raum: Farbige Schatten,
präsentiert auf Licht 2014, (2014)
Graficas tomados de [6] 12
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GUM, GUÍA PARA EL CALCULO
DE INCERTIDUMBRES
Enfoque de incertidumbre GUM vs Método de
Monte Carlo
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CALCULO DE INCERTIDUMBREEnfoque de incertidumbre GUM vs Monte Carlo
JCGM 100 2008
Al utilizar información sobre las cantidades de entrada,
este modelo se utiliza para determinar y su
incertidumbre asociada para el mensurando de acuerdo
con la regla de "propagación de incertidumbres".
El suplemento 1 de la GUM (JCGM 101 2008 ) propone un
método de Monte Carlo (MCM) para el cálculo de las
incertidumbres. Al igual que el enfoque clásico GUM, se
toma como base un modelo que relaciona las cantidades de
medición y entrada. Basado en la "propagación de
distribuciones"
tomado de [7]
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𝑢𝑐2 𝑇 =
𝜕𝑇
𝜕𝑢
2
𝑢𝑐2 𝑢 +
𝜕𝑇
𝜕𝑣
2
𝑢𝑐2 𝑣
+2𝑟𝑢𝑣𝜕𝑇
𝜕𝑢
𝜕𝑇
𝜕𝑣𝑢𝑐(𝑢)𝑢𝑐(𝑣)
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MÉTODO GEOMÉTRICO
El método de Monte Carlo genera
espectros aleatorios a los cuales se les
calcula la CCT, de este modo se obtienen
todas las CCT posibles bajo una
incertidumbre dada.
MÉTODO GEOMÉTRICO
Departamento de Metrologia, Instituto de
Física Aplicada (CSIC), Madrid, España
propone el método geométrico para
corroborar el cálculo de incertidumbre por
el enfoque GUM de incertidumbre.Graficas tomados de [8] 16
Apartir de la elipse de incertifumbre se
trazan lineas isotermicas para encontrar un
valor mínimo y máximo, así se tiene un
rango en el que se encuentra la
temperatura de color correlacionada CCT.
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GUM, Guía para el calculo de incertidumbres
Bien sea en espectrómetros o
colorímetros con el paso de
tiempo, condiciones
ambientales y otros existen
desviaciones o incertidumbres
en las mediciones, esto se
traduce en desviaciones en la
longitud de onda y amplitud.
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MODELO PARA APLICAR MONTE CARLO
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COMPARACIÓN DE RESULTADOS
Enfoque de incertidumbre GUM vs Método de
Monte Carlo
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ESPECTROS DE PRUEBA
S2 es una fuente de esfera
integradora que se aproxima al
CIE iluminante A.
S5 es una lámpara de sodio de
alta presión.
S6 es una lámpara de xenón de
alta presión
S7 es una pantalla de tubo de
rayos catódicos blancos que se
establece artificialmente desde el
Planckian locus.
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RESULTADOS
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ESPECTROS CON LA MISMA CCT
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Se calcula la CCT de espectros
con la misma temperatura de
color (9440 K) pero diferente
Duv.
Los espectros se obtienen
mediante la suma de 4 LEDS
monocromáticos.
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MÉTODO GEOMÉTRICO MEJORADO
El método de Monte Carlo permite
ajustar los datos a una elipse que
tiene un ángulo.
Tomado y modificado de [8]
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COMPARACIÓN MÉTODOS
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Los resultados obtenidos por el
enfoque de incertidumbre GUM
difieren a los obtenidos por el
mmétodo de Monte Carlo, cuanto
más grande en el valor absoluto
de Duv.
El método geométrico mejorado
es igual estadísticamente con los
resultados obtenido por el
método de Monte Carlo.
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CONCLUSIONES
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CONCLUSIONES
Se aplica el método de Monte Carlo para calcular la incertidumbre en laCCT.
Se valida el enfoque de incertidumbre GUM para la incertidumbre en lasmediciones de color, sin embargo para la CCT se evidencia y explicanalgunas desviaciones.
Se presenta una mejora al método geométrico, el cual tiene resultadosestadísticamente iguales con el Método de Monte Carlo.
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Referencias
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REFERENCIAS
Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement, Geneva,International Organization for Standardization; 1993. Also available asthe US Guide ANSI/NCSL Z5402-1997.
Commission Internationale de l´Eclairage, Colorimetry, 2nd ed., CIEPublication 15.2, 1986.
Robertson A. R., J. Opt. Soc. Am., 1967, 57, 691-698.
Gardner J. L., Metrologia, 2000, 37, 381-384.
Ohno Y., CIE Expert Symp. Uncertainty Evaluation Proc., Vienna, 2001,8-11.
Gardner J. L., Color Res. Appl., 2000, 25, 349-355.
Gardner J. L., Frenkel R. B., Metrologia, 1999, 36, 477-480.
Robertson A. R., J. Opt. Soc. Am., 1968, 58, 1528-1535.
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REFERENCIAS
BIPM, IEC, IFCC, ILAC, ISO, IUPAC, IUPAP and OIML 2008, Evaluation ofMeasurement Data—Supplement 1 to the ‘Guide to the Expression ofUncertainty in Measurement’—Propagation of distributions using a Monte Carlomethod Joint Committee for Guides in Metrology, Bureau International des Poidset Mesures, JCGM 101: 2008 http://www.bipm.org/utils/common/documents/jcgm/JCGM 101 2008 E.pedf
Accurate method for computing correlated color temperature. Changjun Li.2016Optical Society of America.
Practical Use and Calculation of CCT and Duv. Ohno Yoshi. National Institute ofStandards and Technology. Gaithersburg. Maryland. USA.2014.
Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement. Geneva. InternationalOrganization for Standardization; 1993. Also available as the US GuideANSI/NCSL Z5402-1997.
An analytical method for estimating correlated colour temperature uncertainty. J.Fontecha. J. Campos. A. Corrons and A. Pons: Departamento de Metrología.Instituto de Física Aplicada (CSIC). Serrano 144. 28006 Madrid. Spain
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Referencias
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Imágenes
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REFERENCIAS
[1] https://www.neobunker.com/crear-contenido-calidad-pagina-web/
[2] https://www.dzoom.org.es/la-temperatura-del-color/
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Chromaticity#/media/File:PlanckianLocus.png
[4] https://www.youtube.com/watch?v=zbCrb1o725Q
[5]https://www.archdaily.co/co/02-166117/temperatura-de-color-para-la-iluminacion-ambiental/1340717569-ejemplo-2-low
[6] Die Farbtemperatur in der Lichttechnik, Ingo Rotscholl, Cornelius Neumann, LichttechnischesInstitut, Kaiserstrasse 12, 76131 Karlsruhe, disponible en https://www.tu-ilmenau.de/fileadmin/public/lichttechnik/Lux_junior/Vortraege_2015/Rotscholl_Lux_junior_2015.pdf
[7]https://www.ptb.de/cms/nc/en/ptb/fachabteilungen/abt8/fb-84/ag-842/messunsicherheit-8420.html#maincontent
[8] An analytical method for estimating correlated colour temperature uncertainty. J. Fontecha. J.Campos. A. Corrons and A. Pons: Departamento de Metrología. Instituto de Física Aplicada(CSIC). Serrano 144. 28006 Madrid. Spain
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GRACIAS
Ing. Miguel A. Chávez
Directores: Dr. Jesús M. Quintero, Dr. Carlos A. Perilla
LABE, Laboratorio de Ensayos Eléctricos
Universidad Nacional de Colombia
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