色差仪作为光电仪器,主要用于对样品的颜色差异进行数值化的量化,根据其测色原理的不同,可以分为三刺激值型色差仪和分光型色差仪两种类型。那么,三刺激值型色差仪与分光型色差仪有什么区别?哪种类型的测色精度高?本文为大家做了介绍。
色差仪按照测量原理的不同,可以分为三刺激值型色差仪和分光型色差仪两种类型。
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。
三刺激值色差仪有相对价格低廉,外形小巧,出众的灵便性以及操作简便的特点。它可以很方便地测得三刺激值。但是三刺激值色差仪却不适合用于例如反射率光谱及色强度等复杂的色彩分析中。分光型色差仪具有高精度性和不断增加的多功能性。由于它可以测得每一波长下的反射率曲线,因此更适用于复杂的色彩分析。三刺激值色差仪主要用于生产线及产品检查中的色差测量,而分光型色差仪通常用于实验室和产品开发研究中的高精度色彩分析和管理。它们的具体区别主要体现在以下三个方面:
1.设计原理不同
分光型色差仪是根据分光型原理设计的,三刺激式色差仪是根据三刺激值型原理设计的,而且分光式色差仪具准确性和不断增加的多功能性。
2.测量范围不同
分光型色差仪能同时测量SC和SCE,还可以模拟多种光源以及测得每一波长下的反射率,因此适用于复杂的色彩分析;三刺激值色差仪能自动比较样板与被检品之间的颜色差异,输出CIEL、a、b三组数据和比色后的△E、△L、△a、△b四组色差数据,可以用于简单的对色观察。
3.价格不同
分光型色差仪具有高精度性和不断增加的多功能性,适用性更广,因此价格也相对昂贵。三刺激值色差仪外形小巧、轻巧方便、操作简便单功能相对单一,因此价格比较便宜。
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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