在當(dāng)今社會(huì)，商品生產(chǎn)領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量和外觀美化成為至關(guān)重要的條件。顏色作為外在感觀，對(duì)吸引消費(fèi)者起著重要作用。為了將顏色進(jìn)行量化，需要使用專業(yè)測(cè)色儀器，其中常見的就是色差儀。那么，色差儀是干什么的儀器呢？你對(duì)色差儀的了解有多少呢？下文將對(duì)色差儀進(jìn)行介紹。

色差儀是一種常見的光電積分式測(cè)色儀器。它利用儀器內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)光源照射被測(cè)物體，在整個(gè)可見波長(zhǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行一次積分測(cè)量，直接獲得透射或反射物體色的三刺激值和色品坐標(biāo)，并通過專用微機(jī)系統(tǒng)計(jì)算出兩個(gè)被測(cè)樣品之間的色差值。這種儀器具有操作簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、科研實(shí)驗(yàn)、質(zhì)檢、商檢和計(jì)量部門等領(lǐng)域的光學(xué)分析。

色差儀根據(jù)其性能參數(shù)、精度范圍和使用要求，可以分為三種類型。第一種是手持式色差儀，也被稱為色彩色差計(jì)，它可以直接讀取數(shù)據(jù)，無需連接電腦或配備軟件。這種儀器使用方便且價(jià)格低廉，但其精度較低，廣泛應(yīng)用于一般顏色管理領(lǐng)域。

第二種是便攜式色差儀，又稱為便攜式分光色差儀。除了能夠直接讀取數(shù)據(jù)外，它還可以連接電腦并配有軟件。它的體積較小，便于攜帶，具有較高的準(zhǔn)確性和適中的價(jià)格。

第三種是臺(tái)式色差儀，又稱為臺(tái)式分光測(cè)色配色儀。該儀器具有讀數(shù)窗口，在連接電腦時(shí)需要使用測(cè)色和配色軟件。它具備高精度的測(cè)色和配色功能，體積較大但性能穩(wěn)定，價(jià)格相對(duì)較高。

至于色差儀的測(cè)色原理，需要進(jìn)一步說明。

色差儀是一種光學(xué)設(shè)備，通過計(jì)算顏色差值來識(shí)別和比較顏色。其工作機(jī)制部分模擬了人眼識(shí)別顏色的過程。在人眼視覺系統(tǒng)中，顏色判斷是基于進(jìn)入眼睛的可見光進(jìn)行的，這種光線來自物體表面的輻射、反射或內(nèi)部透射。類似地，在一個(gè)測(cè)色系統(tǒng)中，需要分析檢測(cè)的是進(jìn)入儀器檢測(cè)窗口的可見光。與人類視覺系統(tǒng)使用視網(wǎng)膜來識(shí)別光譜相似，機(jī)器中的顏色識(shí)別功能通常通過感光器件來完成。人類比對(duì)顏色是在大腦中完成的，是對(duì)不同顏色信號(hào)的比較；而色差儀則是將獲得的顏色樣本數(shù)值與記憶中的顏色數(shù)值進(jìn)行比較。

在色差儀的應(yīng)用中，要獲得待測(cè)可見光的首要條件是必須有能夠反映待測(cè)樣本顏色特征的光線。根據(jù)顏色恒常性的理論，我們?cè)谔囟ōh(huán)境中觀察物體顏色時(shí)，依賴于當(dāng)前光照條件的顏色譜系分布是確定的。然而，一旦改變光照背景，機(jī)器傳感器獲得的顏色感應(yīng)值就會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致顏色判斷不再是恒常的。這就是機(jī)器視覺不具備顏色恒常性的原因。為了解決這個(gè)問題，我們需要在一個(gè)與測(cè)量環(huán)境無關(guān)的顏色譜系空間中獲取樣本的反射光線。因此，在測(cè)色儀器中都會(huì)使用統(tǒng)一的內(nèi)置光源來刺激物體表面，相當(dāng)于將所有待測(cè)物體置于一個(gè)與機(jī)器相關(guān)的系統(tǒng)光照條件下。在這個(gè)系統(tǒng)光照條件下，顏色譜系分布也是確定的。

色差儀內(nèi)設(shè)有一個(gè)光源，每次測(cè)量時(shí)，該光源會(huì)使用單色白光或單色LED分組多次照射樣本。在照射過程中，CMOS感光陣列會(huì)被用于捕捉反射可見光的信息。隨后，這些信息經(jīng)過去噪和平均處理，最終得到樣本顏色的系統(tǒng)顏色空間坐標(biāo)值。需要注意的是，在使用色差儀進(jìn)行顏色測(cè)量之前，必須將標(biāo)準(zhǔn)顏色庫(kù)信息加載到儀器中。同時(shí)，還需使用純黑或純白色的系統(tǒng)顏色空間參考點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)顏色庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)顏色空間進(jìn)行比對(duì)計(jì)算，以確定兩個(gè)顏色空間之間的映射關(guān)系。一旦選定了標(biāo)準(zhǔn)照明體，其值將保持不變。

在確定顏色空間映射參數(shù)的情況下，一旦系統(tǒng)樣本顏色值被計(jì)算出來，就可以根據(jù)映射參數(shù)計(jì)算得到與具體機(jī)器、硬件系統(tǒng)和光照條件無關(guān)的L*a*b*值。因此，當(dāng)系統(tǒng)需要測(cè)量未知顏色時(shí)，可以使用樣本的L*a*b*空間坐標(biāo)值來尋找最接近的標(biāo)準(zhǔn)顏色；相反，如果需要檢查樣本顏色是否落在期望的顏色偏差閾值范圍內(nèi)，可以將樣本的L*a*b*值與期望顏色的L*a*b*值作為選定色差公式的輸入來計(jì)算色差距離△E，并進(jìn)行色差判斷。

色差儀是一種用于測(cè)量顏色差的設(shè)備，主要由測(cè)頭、數(shù)據(jù)處理器（包括顯示器和打印機(jī)）、直流電源以及附件組成。測(cè)頭由照明光源、濾色器、硅光電池、隔熱玻璃、凸透鏡、導(dǎo)光筒、擋板和積分球等部件組成。其中：

1）積分球是色差儀的重要構(gòu)成部分，它在很大程度上決定了色差儀的使用壽命、測(cè)量精度和長(zhǎng)期重復(fù)性。

"2）數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)主要包括放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、中央處理器、顯示器和打印機(jī)等輸出設(shè)備。該系統(tǒng)利用微控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并通過液晶顯示器和打印機(jī)輸出各種色度數(shù)據(jù)。

3）內(nèi)部光源照明系統(tǒng)采用低能耗的專用發(fā)光管，經(jīng)過修正后作為測(cè)色用的標(biāo)準(zhǔn)照明體D65。為確保光源發(fā)光的穩(wěn)定性，系統(tǒng)提供220V+22V，50Hz+1Hz的穩(wěn)定電壓。測(cè)色儀內(nèi)部照明光源通常為標(biāo)準(zhǔn)A光源。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，需要測(cè)量物體在標(biāo)準(zhǔn)D65和C光源下的色度值。因此，系統(tǒng)需模擬出D65光源，以使儀器的總光譜靈敏度符合D65下的盧瑟條件。

4）光譜三刺激值方面，系統(tǒng)采用CIE1964補(bǔ)充觀察者10°視角的數(shù)據(jù)。儀器的照明幾何條件設(shè)定為0/d。"

色差儀的發(fā)展趨勢(shì)：

智能化是色差儀發(fā)展的主要趨勢(shì)。

由于微電腦技術(shù)的發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)外普遍采用帶有微處理器的傳感器，這些傳感器具有檢測(cè)和信息處理功能。這些傳感器通過微電子加工技術(shù)將傳感器功能、邏輯功能和存儲(chǔ)功能集成在半導(dǎo)體片基上，使傳感器具備自動(dòng)校正、自動(dòng)補(bǔ)償、數(shù)據(jù)處理、圖像識(shí)別、存儲(chǔ)和記憶等功能。

這些傳感器還具有小型化和便攜式的特點(diǎn)。通過采用大規(guī)模集成電路，將所有測(cè)量和計(jì)算集成在一個(gè)集成塊中，并采用液晶顯示和干電池供電，使得許多測(cè)色儀的體積類似于傻瓜相機(jī)的大小，重量?jī)H為1.5Kg左右。

為了提高測(cè)量的速度和精度，這些傳感器還采取了一系列的技術(shù)措施。例如，在積分球的入射面上采用了鋇處理，并使用雙光束反饋系統(tǒng)進(jìn)行參比監(jiān)控，同時(shí)還可以對(duì)特殊情況進(jìn)行補(bǔ)償?shù)炔僮?。從測(cè)量到計(jì)算再到顯示的過程通常只需要幾毫秒的時(shí)間。

這些傳感器還支持多種制式的轉(zhuǎn)換。

可以采用ISO標(biāo)準(zhǔn)或DIN標(biāo)準(zhǔn)，在SCI（包括反射鏡面）和SCE（排除鏡面反射）之間進(jìn)行切換選擇；SCI提供與樣本比較的效果，而SCE則提供接近于視覺效果相當(dāng)于一個(gè)熟練觀察者的效果?？梢栽赬YZ、Yxy、L*a*b*、L*C*H°、L*u*v*、Hunter-Lab、Munsell之間選擇數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。這些功能得益于微處理器的計(jì)算能力，使轉(zhuǎn)換變得非常便利。

可以利用個(gè)人電腦擴(kuò)展測(cè)色儀器的功能。一般便攜式色差儀內(nèi)部的存儲(chǔ)器可儲(chǔ)存超過1000個(gè)數(shù)據(jù)和50多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)色樣，用于多種測(cè)量的比較和計(jì)算。通過特定的接口，色差儀可以與個(gè)人電腦實(shí)現(xiàn)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，充分利用計(jì)算機(jī)的功能。例如，目前市場(chǎng)上的測(cè)色儀器利用RS-232C接口，可以與一般的個(gè)人電腦連接。

由于與個(gè)人電腦的結(jié)合以及彩色軟件系統(tǒng)的不斷推出，軟件功能日益豐富。這大大提高了個(gè)人電腦的使用效率。