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色差仪有哪些类型？三刺激值色差仪与分光式色差仪有什么区别？

摘自：发七人商城 | 2023-03-10 | 作者：Faqiren

文章摘要：色差仪作为光电仪器，它可以直接测量物体色的三刺激值和色品坐标，也可通过模拟计算电路或计算机，测量计算两个物休色的色差值，是一种简便、快速、便宜又实用的测色仪器。那么，色差仪有哪些类型？三刺激值色差仪与分光式色差仪有什么区别？本文对色差仪的类型及三刺激值色差仪与分光式色差仪的区别做了简要的介绍，感兴趣的朋友可以了解一下！

色差仪作为光电仪器，它可以直接测量物体色的三刺激值和色品坐标，也可通过模拟计算电路或计算机，测量计算两个物休色的色差值，是一种简便、快速、便宜又实用的测色仪器。那么，色差仪有哪些类型？三刺激值色差仪与分光式色差仪有什么区别？本文对色差仪的类型及三刺激值色差仪与分光式色差仪的区别做了简要的介绍，感兴趣的朋友可以了解一下！

三刺激值型色差仪.jpg

色差仪的类型划分：

1.按测色原理分

（1）三刺激值型色差仪

最早的便携式色差仪就是三刺激值型便携式色差仪，早在1931年科学家就提出从理论上假设并不存在于自然界的三种原色，即理论三原色，以X，Y，Z表示，以期从理论上来调配一切色彩。三色系统中，与待测光达到颜色匹配所需的三种原色刺激的量。用X（红原色刺激量）、Y（绿原色刺激量）和Z（蓝原色刺激量）表示。

三刺激值是引起人体视网膜对某种颜色感觉的三种原色的刺激程度之量的表示。根据亥姆霍兹的三原色理论，色的感觉是由于三种原色光刺激的综合结果。源于此理论科学家研发出了早期的三刺激值型便携式色差仪。

三刺激值型便携式色差仪主要是由三滤镜配合硅光电池作为三个传感器，结构相对简单，精度不高，比较适合测量不同样品间的色差，不适合用于例如反射滤光谱及色强度等复杂的色彩分析中。

（2）分光型色差仪

分光光度法是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸光度或发光强度，对该物质进行定性和定量分析的方法，分光型便携式色差仪的就是利用这种方法来测试的，准确度很高。

在分光光度计中，将不同波长的光连续地照射到一定浓度的样品溶液时，便可得到与不同波长相对应的吸收强度。如以波长(λ)为横坐标，吸收强度（A）为纵坐标，就可绘出该物质的吸收光谱曲线。利用该曲线进行物质定性、定量的分析方法，称为分光光度法，也称为吸收光谱法。

分光型便携式色差仪一般采用衍射光栅或回折光栅，将光线按一定波长间隔分开，然后采用若干组传感器阵列进行感光分析。分光型便携式色差仪一般精度更高，对颜色也比较敏感，除了测量色差外，还可以测的每一波长选的反射率曲线，因此更适合于复杂的色彩分析。

2.按测量精度分

根据性能参数、精度范围和使用要求，色差仪可分为3种：

（1）手持式色差仪

手持式色差仪，又称色彩色差计，其能直接读取数据，不用连接电脑，不配带软件，使用方便，价格便宜，但精度较低，在颜色管理的一般领域使用广泛。

（2）便携式色差仪

便携式色差仪，又称便携式分光色差仪，其除了能直接读取数据外，还能连接电脑，配带软件，体积较小，便于携带，精度较高，价格适中。

（3）台式色差仪

台式色差仪，又称台式分光测色配色仪，其具有读数窗口，连接电脑时需要使用测色、配色软件，具有高精度的测色和配色功能，体积较大，性能稳定，价格较高。

3.按光路结构分

（1）积分球式色差仪

积分球是一个中空的金属球，其内表面涂有中等灰色的高反射漫射物质，如硫酸钡或聚四氟乙烯。进入这个球体的光线经过多次反射后都只能从测量孔或光源孔射出积分球。一束光从任意的不通过球心的角度照进积分球，经过球壁的多次反射后会从各个角度照射到样板，最终通过测量孔或光源射出积分球。测量孔是在与法线夹角成8°的位置，由一组光电管构成的探测器。例如三恩时公司的TS7020、TS7030、TS7036等色差仪就是这种结构的色差仪。

CIE没有明确规定积分球的开孔尺寸，只要求所有开孔面积不超过内表面积的10%，因此不同厂家的产品的开孔位置、尺寸及光源入射角度会有区别。与观测孔关于法线对称的地方有一个光阱，关闭光阱时镜面反射成分包含在内，简写作d/8：i（d表示漫反射照明，8是8度角接收，i指包括镜面反射），也可简写作SPIN。当光阱打开时去除了镜面反射，此条件简写作d/8：e，e指去除镜面反射。这种仪器不仅能测量不透明样品的颜色，还可以测量透明样品的颜色。

（2）环形照明式色差仪

理想漫反射物体对于任意一束光都将以漫反射形式即各方向等效地反射出去，为此入射光和观察者的角度并不重要，不会影响到观察结果，但真实物体表面并非理想漫反射表面，多少都会由于镜面反射成分和表面纹理而造成由于入射光和观察者的几何位置不同而表现出来的微小颜色差异。而环形照明则可以消除这种影响，其是以45°环形照明，0°（法线方向）观测的，可以缩写为：45/0：c。由于光路可逆，它与0°照明45°方向环形接收是等效的，该测色几何条件对应的色差仪有三恩时公司的NR145+等。这种结构的仪器是完全不包括镜面反射光的，测得的数据与人眼观察一致，另外这种仪器只能测量不透明样品的颜色。

三刺激值色差仪与分光式色差仪的区别：

三刺激值型色差仪，是在整个测量波长范围内，对被测物体颜色的光能量进行一次性积分测量，直接得到三刺激值X、Y、Z，再计算出样品的色品坐标等参数。因此，该方法又称为三刺激值法。通常用滤光片覆盖在探测器上，把探测器的相对光谱灵敏度修正成CIE推荐的光谱三刺激值。滤光片需满足卢瑟条件，以和光探测器精确匹配。但在实际应用中，由于有色玻璃的品种有限，仪器不可能完全符合该条件，只能近似符合。三刺激值型色差仪在颜色工业生产、控制、产品检验与销售等品质管理方面已得到广泛应用。尽管三刺激值型色差仪成本较低，使用广泛，但是功能有限，精度还不够高。

分光型色差仪通过测定物体的光谱特性，由此计算出被测物体颜色在标准照明体下的三刺激值，进一步得到各种色度参数的方法。该方法解决了颜色测量需要使用标准光源的问题，提高了测量的灵活性，易于实施。由于分光型色差仪不仅可以给出颜色的三刺激值、Y、Z，还可以给出物体的光谱特性曲线（如光谱反射率因数）。分光型色差仪是精度和准确度都很高的颜色测量仪器，被广泛用配色及颜色分析中，可对三刺激值型色差仪进行定标，建立色度标准等。

三刺激值型色差仪具有测量速度快，体积小，使用方便等特点，但测量精度低。在CIE1931色度图中，各色区测量的绝对色度坐标误差△x，△y均<士0.03。而分光型色差仪能够给出色度谱的分布状态，并给出色度坐标的绝对量值，其优点是精度高。色坐标x，y测量精度可达±0.001±0.003左右，成本较高。

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