積分球在測量光通量上的使用最早可以追溯到1890年，并且現(xiàn)在已經(jīng)成為一個多方面廣泛使用的儀器。積分球可用于測試光源的光通量，色溫，光效等參數(shù)，是輻射度、色度、光度測量中必不可少的儀器。

一般而言，光學擴散片在小心地使用狀況下，可降低量測時因偵測器上之入射光源不均勻分布或光束稍微偏移所造成之些微誤差，因而可提高量測之準確度;但是在更精密的量測時，您就必須使用積分球作為光學擴散器以使得上述之誤差最小。

使用積分球來量測光通量(Lumen)時，可使得量測結果更為可靠;積分球可降低并除去因光線之形狀、發(fā)散角度、及偵測器上不同位置之響應度差異所造成之量測誤差。

積分球亦可與分光儀搭配，將積分球的光輸出孔銜接于分光儀的入射光柵前，以確保待測光源射入分光儀的角度皆相同;使得量測的再現(xiàn)性大幅的提高。

1、光接收器

被測光經(jīng)積分球上的小孔進入球內(nèi)，在內(nèi)壁上設置一個或兩個光探測器，由光探測器輸出的光電流與積分球內(nèi)壁的照度成正比。這樣就可以根據(jù)輸出光電流的變化，得知進入積分球的光通量的變化。

2、均勻照亮的物面

在積分球內(nèi)壁上與出光孔對稱地均勻設置幾個燈泡(通常有四個或六個)。由燈泡發(fā)出的光經(jīng)內(nèi)壁多次漫反射而形成一個均勻明亮的發(fā)光球面，該積分球用于照相物鏡的漸暈系數(shù)和像面照度均勻性測量。

3、球形平行光管

帶有準直物鏡、燈泡、和黑、白塞子的積分球稱為球形平行光管，它用于測量望遠系數(shù)的雜光系數(shù)。積分球測量時，通過光電探測器分別測得黑體目標像和“白塞子”像的照度，也就是光電探測器分別測得的對應指示值，經(jīng)過計算即可得到被測望遠鏡的雜光系數(shù)。因為，若望遠鏡對明亮天空中一個黑體目標的成像不是全黑的，則說明望遠鏡除對目標成像外，還有雜光射到像面上。

在使用積分球進行光通量測量過程中，與普通光源不同，LED光源的光通量測量在的測試準確性方面對設備提出了很大的挑戰(zhàn)。

LED較普通光源通常具有較強的方向性:

該特性使得LED直射光在積分球表面的分布呈不均勻分布，該不均勻分布又直接導致不同LED的直接反射光相對探測器的反射特性不同。因為探測器口的位置及擋板的設置是固定的，而不同的反射分布直接表現(xiàn)為信號起伏。

在普通的測量系統(tǒng)中，不同的正向發(fā)散角的LED、同一LED不同的放置方向、同一方向不同位置等差異，即使光通量是一致，表現(xiàn)出來的測量值也表現(xiàn)出極大的差異性。根據(jù)驗證結果，普通LED測量系統(tǒng)LED的放置方向?qū)馔繙y量結果的影響往往超過50%(同一LED在不同方向測量得到的最大信號和最小信號的差異)。

在測量不同LED不同發(fā)光角度時，由于在積分球內(nèi)表面的分布差異使得直接反射的分布對探測器的影響也不同，從而直接影響到兩者測量的準確性的差異。

LED測量系統(tǒng)通常使用鹵鎢燈作為標準光源：

使用的標準燈本身與LED無論實在外形上、發(fā)光的分布特性上還是光譜特性上都有較大的差異。因此二者的差異性必須進行必要的修正。

在某些條件下，低反射率材料會在某些條件下?lián)醢宓暮蟛刻綔y器處產(chǎn)生強烈的陰影效應。而導致測量不準確的正是直的反射光和陰影效應。另外較低的漫反射率對信號的衰減非常嚴重。由于光測量過程中，光在積分球內(nèi)多次反射，每次反射都有一定的衰減，而反射率的高和低對光強的影響在多次反射后得以加強。以反射光在球內(nèi)進行15次反射為例，如果兩者的反射率相差5%，則信號的衰減可能會超過一倍以上。而實際上積分球內(nèi)的反射率差別遠遠不止于此。

目前的LED測試系統(tǒng)還沒有用于作為標準光源的標準LED，在積分球測量過程中，還是使用校準的穩(wěn)定驅(qū)動的鹵鎢燈作為標準光源。由于標準燈的外形結構和待測LED的差別很大，LED支架對光有吸收效應，以及標準燈安裝位置與LED安裝位置的差別，這些是影響測量結果準確性的重要因素。