【干货】色差计的用途及原理

色差计的用途及原理

　　色差计是一种简单的测试仪器，即制作一块具有与人眼感色灵敏度相等的分光特性的滤光片，用它对样板进行测光，关键是设计一种具有感光器分光灵敏度特性并能在某种光源下测定色差值的滤光片，色差计体积小、操作简便

　　可测物体的反射色。用于对平面、小颗粒、粉末、糊状、溶液等各种样品进行精确测量。

　　可广泛应用于塑料、涂料、纺织、印刷、化工、轻工、冶金、建材、医药、食品、家电、教育、图书、文物管理等行业。

原理

为什么要测量颜色？质量控制在任何行业都是非常重要的，而颜色控制是品质保证的关键因素。正常视力的人可以分辨大约1000万种颜色，为了进行色彩交流，人们希望量化色彩现象，建立色彩标准，用数字来表示颜色。国际照明委员会CIE于1931年起先后规定了标准色度观察者、照明和观察条件、标准光源、表色系统、色差公式、白度公式等，这些标准奠定了现代色度学的基础，也是现代色差计器的理论依据。利用色差计测量被测物体所得的数据，包括色度值和色差值等，用户可以准确获得需要的颜色。同时，在任何行业大家都以可靠的测量数据为依据，避免了因色彩沟通而引起的误解和纠纷，降低了成本，提高了生产效率。

如何选择色差计 色差计器有很多种，从结构原理上主要可分为以下几种类型：

白度计

白度计只用于测量非彩色物体表面的白度值。由于白度计不能测量物体的色度，因此使用上有一定的局限性,但价格便宜。 测色色差计测色色差计可直接测量物体的反射色、透射色，对测得的模拟信号放大并转换成数字信号后，依据色差公式演算处理，得到三刺激值及其它色度值和色差值。它结构简单，操作方便，价格便宜，因经济实用，广泛应用于生产部门、实验室、质检部门等。分光色差计分光色差计可测量被测物体每个颜色点（10nm或20nm波长间隔）的反射率曲线、透射率曲线。对测得的模拟信号放大并转换成数字信号后，依据色差公式演算处理，得到三刺激值及其它色度值和色差值。分光色差计的精度较高，只用于对色差要求极高的场合，价昂贵?配色仪某种色差计器加上与其配套的配色软件即为配色仪。配色软件将测色数据进行处理，直接给出配方。可大副度降低生产成本，提高生产效率，但价格昂贵。偏色的判断与纠正在生产中，常常希望将产品的颜色与目标色的色差控制在一定范围之内，即希望产品的颜色更接近理想的颜色。但实际工作中却很难做到，颜色常有偏差。如何判断并纠正这种偏差？可利用CIE1976L＊a＊b＊色空间或HunterLab色空间解决。以CIE1976L＊a＊b＊ 色空间为例，它由三维颜色直角坐标L＊、a＊、b＊构成，如下图所示。

明度指数L＊（亮度轴），表示黑白，0 为黑色， 100 为白色，0—100之间为灰色。色品指数a＊（红绿轴），正值为红色，负值为绿色。 色品指数b＊（黄蓝轴），正值为黄色，负值为蓝色。所有颜色都可以用L＊、a＊、b＊这三个数值表示，试样与标样的L＊、a＊、b＊之差，用ΔL＊、Δa＊、Δb＊表示；ΔE＊表示总色差。 ΔL＊为正，说明试样比标样浅；为负，说明试样比标样深。 Δa＊为正，说明试样比标样红（或少绿）；为负，说明试样比标样绿（或少红）。 Δb＊为正，说明试样比标样黄（或少蓝）；为负，说明试样比标样蓝（或少黄）。

例如：某纺织车间欲将一匹白布染成某种目标色，设具有这种目标色的布为标准样品，并用北京盛名扬公司生产的SMY-2000系列测色色差计直接测得此标准样品的CIE1976均匀颜色空间参数为L＊=69.30，a＊=16.11，b＊=30.23。为得到更接近标准样品颜色的染色配方，操作人员先根据以往经验用“配方1”染色，并用SMY-2000测量染色后的试样1，测色结果如下表所示。由于“试样1”与标准样品的色差过大，将配方修改后重新染色得到“试样2”，依次类推，最后得到“试样3”，因“试样3”与标准样品的色差已在容差范围内，如下表所示，这样就可以用染制“试样3”的配方去染这匹布了。 E＊ 配方 偏色 判断 试样1 72.90 14.71 33.99 3.60 -1.40 3.76 5.39 配方1Db＊ Da＊ DL＊ DL＊ a＊ b＊  明度大 不够红 太黄 试样2 68.07 17.22 30.91 -1.23 1.11 0.68 1.79 配方2： 在配方1基础上 加灰色染料 加红色染料 减黄色染料 明度小 过红 略黄 试样3 68.99 16.33 30.74 -0.31 0.22 0.51 0.63 配方3： 在配方2基础上 减灰色染料 减红色染料 减黄色染料 在容差范围内此例说明用SMY-2000系列测色色差计可在偏色的判断与纠正方面发挥积极的作用，同时在配色工作中也有一定指导意义。积分球对色差计性能的影响至关重要积分球一般由金属壳球体内表面喷涂反射材料制成。积分球涂层的好坏直接影响着测光的准确性，因此国际照明委员会CIE对此十分重视，对积分球内涂层作出了严格的要求。劣质的积分球存在使用一段时间后老化、变黄等问题。而一旦这种情况出现，色差计就不能提供准确的测量数据，积分球必须整个更换。而积分球是色差计的关键部件，维护费用很高。好的积分球涂层采用稳定、耐用的高反射材料，耐老化、不会变色，整机的使用寿命长，维护费用低。用户在选择时必须考虑这个非常重要的因素。北京盛名扬公司生产的SMY-2000系列测色色差计，积分球涂层采用新型漫反射材料，不怕潮湿、不怕光照、耐老化，长久不变黄，您可放心使用。色差计的应用 众所周知, 大自然的颜色千变万化, 正常视力的人可以分辨大约1000万种颜色。对同一种颜色的描述，会因各人国籍、民族、职业、习惯、年龄、情绪、身体状况等因素而产生很大差异。因此在工农业生产中,控制丰富的色彩成为难题。随着科技的进步与经济的发展，借助仪器来测量颜色，提高产品质量或加强生产效率等愈加广泛。色差计为您提供公正、可靠的色度、色差数据。这样在品管、生产、及客户、协作单位等各环节之间，大家都以可靠的测量数据为依据，完全排除人为因素，可大幅减少争执、降低成本、提高效率。应用广泛颜色与人们的生活密切相关。颜色的测量和控制在工农业生产中已成为评定产品质量的重要指标。色差计可广泛应用于塑料、涂料、染料、纺织、印刷、建材、化工、冶金、医药、食品、电影电视、家用电器、教育、图书、文物管理等行业。人们可利用色差计给出的色度、色差数据控制产品的颜色在误差范围内，更接近目标色；确保产品颜色达到各行业所要求的颜色标准并满足用户对颜色的要求。测色数据 <视场下的光谱色匹配实验为基础，因此适用范围只限于°色差计给出的测色数据应符合有关国际、国内标准。初次使用色差计，用户一般会面对纷繁复杂的颜色数据感到无从下手。色度学理论建立了不同的表色系统，每一种表色系统都可用三维颜色空间来描述，这些颜色空间相互独立。起初国际照明委员会CIE利用任何一种颜色都可由三原色混合而成的原理，用可见光谱红色的亮端700nm、汞灯的二条明亮谱线546.1nm、435.8nm作为红、绿、蓝三种原色，并建立了RGB表色系统，但R、G、B在配色时会出现负值，计算不方便，也不易直观理解。后来CIE于1931年在RGB表色系统的基础上提出了三个虚拟的三原色X、Y、Z，并建立了“CIE1931标准色度系统”，即XYZ表色系统。XYZ表色系统消除了配色时出现负值的情况，但这一表色系统是以2 视场下的数值和公式。建立了色度学系统就解决了用数量来描述颜色的问题。但是两种颜色的三刺激值X、Y、Z之差相同，°时，颜色匹配的精度和辨别色差的能力逐渐增高。但视场角再进一步增大时，则颜色匹配的精度提高也就不大了。由于这种原因，现代色差计器逐渐采用10°增大至10°视场下的X、Y、Z表示颜色。实践表明人眼用小视场观察颜色时，辨别颜色差异的能力较低，当观察视场从2°视场的表色系统，称为“CIE1964补充标准色度系统”，在这一表色系统中用10°的视场范围。1964年CIE又规定了一种10°4并不代表人感觉到的色知觉相同。实践证明三刺激值之差相同的两种颜色，随这两种颜色的不同引起人的色知觉差异是不同的。对某两种颜色感到有很大差异，但同样的三刺激值之差对另外两种颜色可能会感到差异很小。在工农业生产中经常需要鉴别样品颜色的差别。前面介绍的表色系统不能满足这些要求。为解决这个问题，CIE做了大量的工作并于1976年推荐了L＊a＊b＊均匀颜色空间及色差公式，在这个三维空间中，每个点代表一种颜色，空间中两点之间的距离代表两种颜色的色差，并且相等的距离能代表相同的色差。另外，1948年亨特建立的亨特均匀颜色空间在某些行业也很常用。任何颜色都可用某一种表色系统准确的表示，并可在此表色空间中找到和这种颜色相对应的点。在XYZ表色系统，用X、Y、Z表示颜色的三刺激值，用x、 y表示色品坐标。在HunterLab表色系统，用L、a、b表示颜色，其中L为明度指数，a、b为色品指数。在CIE1976L＊a＊b＊表色系统，用L＊、a＊、b＊或L＊、C＊、h表示颜色，其中L＊为明度指数，a＊、b＊为色品指数，C＊为彩度，h为色调角。在很多部门，有时对表征物体颜色的绝对值参量本身并不感兴趣，而是认为各物体之间的颜色差别，尤其是同批产品中与它们的标准样品之间的色差更为重要。某一种颜色与标准色之间的色差用∆E或∆E＊表示。除此之外，测色数据还包括白度，黄度等。其中白度有很多种表示方法，常用的有CIE86白度（又称甘茨白度）、Hunter白度、GB/T5950-1996白水泥的白度等。（注意：对不属于灰白物体系列的物体，测得的各种白度值均无意义。）利用仪器给出的测色数据我们可以建立产品的颜色数据库，控制产品的颜色质量，保证颜色的一致性。如此多的测色数据，究竟选择哪一种表示您的颜色？那要依据您的行业标准及客户的要求而定。也许您的行业对颜色标准有特殊的或更新的要求，没关系，北京盛名扬公司生产的测色色差计SMY—2000系列不但可以直接提供以上所有符合国内外标准的常用测色数据，还可以为您量身定做您需要的本行业的特殊测色数据
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分析知识有待加强