在當今社會(huì )，商品生產(chǎn)領(lǐng)域競爭日益激烈，產(chǎn)品的內在質(zhì)量和外觀(guān)美化成為至關(guān)重要的條件。顏色作為外在感觀(guān)，對吸引消費者起著(zhù)重要作用。為了將顏色進(jìn)行量化，需要使用專(zhuān)業(yè)測色儀器，其中常見(jiàn)的就是色差儀。那么，色差儀是干什么的儀器呢？你對色差儀的了解有多少呢？下文將對色差儀進(jìn)行介紹。

色差儀是一種常見(jiàn)的光電積分式測色儀器。它利用儀器內部的標準光源照射被測物體，在整個(gè)可見(jiàn)波長(cháng)范圍內進(jìn)行一次積分測量，直接獲得透射或反射物體色的三刺激值和色品坐標，并通過(guò)專(zhuān)用微機系統計算出兩個(gè)被測樣品之間的色差值。這種儀器具有操作簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的特點(diǎn)，廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)、科研實(shí)驗、質(zhì)檢、商檢和計量部門(mén)等領(lǐng)域的光學(xué)分析。

色差儀根據其性能參數、精度范圍和使用要求，可以分為三種類(lèi)型。第一種是手持式色差儀，也被稱(chēng)為色彩色差計，它可以直接讀取數據，無(wú)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，廣泛應用于一般顏色管理領(lǐng)域。

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

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

至于色差儀的測色原理，需要進(jìn)一步說(shuō)明。

色差儀是一種光學(xué)設備，通過(guò)計算顏色差值來(lái)識別和比較顏色。其工作機制部分模擬了人眼識別顏色的過(guò)程。在人眼視覺(jué)系統中，顏色判斷是基于進(jìn)入眼睛的可見(jiàn)光進(jìn)行的，這種光線(xiàn)來(lái)自物體表面的輻射、反射或內部透射。類(lèi)似地，在一個(gè)測色系統中，需要分析檢測的是進(jìn)入儀器檢測窗口的可見(jiàn)光。與人類(lèi)視覺(jué)系統使用視網(wǎng)膜來(lái)識別光譜相似，機器中的顏色識別功能通常通過(guò)感光器件來(lái)完成。人類(lèi)比對顏色是在大腦中完成的，是對不同顏色信號的比較；而色差儀則是將獲得的顏色樣本數值與記憶中的顏色數值進(jìn)行比較。

在色差儀的應用中，要獲得待測可見(jiàn)光的首要條件是必須有能夠反映待測樣本顏色特征的光線(xiàn)。根據顏色恒常性的理論，我們在特定環(huán)境中觀(guān)察物體顏色時(shí)，依賴(lài)于當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，機器傳感器獲得的顏色感應值就會(huì )發(fā)生變化，導致顏色判斷不再是恒常的。這就是機器視覺(jué)不具備顏色恒常性的原因。為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們需要在一個(gè)與測量環(huán)境無(wú)關(guān)的顏色譜系空間中獲取樣本的反射光線(xiàn)。因此，在測色儀器中都會(huì )使用統一的內置光源來(lái)刺激物體表面，相當于將所有待測物體置于一個(gè)與機器相關(guān)的系統光照條件下。在這個(gè)系統光照條件下，顏色譜系分布也是確定的。

色差儀內設有一個(gè)光源，每次測量時(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(guò)程中，CMOS感光陣列會(huì )被用于捕捉反射可見(jiàn)光的信息。隨后，這些信息經(jīng)過(guò)去噪和平均處理，最終得到樣本顏色的系統顏色空間坐標值。需要注意的是，在使用色差儀進(jìn)行顏色測量之前，必須將標準顏色庫信息加載到儀器中。同時(shí)，還需使用純黑或純白色的系統顏色空間參考點(diǎn)與標準顏色庫的標準顏色空間進(jìn)行比對計算，以確定兩個(gè)顏色空間之間的映射關(guān)系。一旦選定了標準照明體，其值將保持不變。

在確定顏色空間映射參數的情況下，一旦系統樣本顏色值被計算出來(lái)，就可以根據映射參數計算得到與具體機器、硬件系統和光照條件無(wú)關(guān)的L*a*b*值。因此，當系統需要測量未知顏色時(shí)，可以使用樣本的L*a*b*空間坐標值來(lái)尋找最接近的標準顏色；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，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(lái)計算色差距離△E，并進(jìn)行色差判斷。

色差儀是一種用于測量顏色差的設備，主要由測頭、數據處理器（包括顯示器和打印機）、直流電源以及附件組成。測頭由照明光源、濾色器、硅光電池、隔熱玻璃、凸透鏡、導光筒、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成部分，它在很大程度上決定了色差儀的使用壽命、測量精度和長(cháng)期重復性。

"2）數據處理系統主要包括放大器、模數轉換器、中央處理器、顯示器和打印機等輸出設備。該系統利用微控制器進(jìn)行數據處理，并通過(guò)液晶顯示器和打印機輸出各種色度數據。

3）內部光源照明系統采用低能耗的專(zhuān)用發(fā)光管，經(jīng)過(guò)修正后作為測色用的標準照明體D65。為確保光源發(fā)光的穩定性，系統提供220V+22V，50Hz+1Hz的穩定電壓。測色儀內部照明光源通常為標準A光源。然而，在實(shí)際應用中，需要測量物體在標準D65和C光源下的色度值。因此，系統需模擬出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，系統采用CIE1964補充觀(guān)察者10°視角的數據。儀器的照明幾何條件設定為0/d。"

色差儀的發(fā)展趨勢：

智能化是色差儀發(fā)展的主要趨勢。

由于微電腦技術(shù)的發(fā)展，目前國內外普遍采用帶有微處理器的傳感器，這些傳感器具有檢測和信息處理功能。這些傳感器通過(guò)微電子加工技術(shù)將傳感器功能、邏輯功能和存儲功能集成在半導體片基上，使傳感器具備自動(dòng)校正、自動(dòng)補償、數據處理、圖像識別、存儲和記憶等功能。

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

為了提高測量的速度和精度，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進(jìn)行參比監控，同時(shí)還可以對特殊情況進(jìn)行補償等操作。從測量到計算再到顯示的過(guò)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換。

可以采用ISO標準或DIN標準，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(jué)效果相當于一個(gè)熟練觀(guān)察者的效果?？梢栽赬YZ、Yxy、L*a*b*、L*C*H°、L*u*v*、Hunter-Lab、Munsell之間選擇數據轉換。這些功能得益于微處理器的計算能力，使轉換變得非常便利。

可以利用個(gè)人電腦擴展測色儀器的功能。一般便攜式色差儀內部的存儲器可儲存超過(guò)1000個(gè)數據和50多個(gè)標準色樣，用于多種測量的比較和計算。通過(guò)特定的接口，色差儀可以與個(gè)人電腦實(shí)現對接，實(shí)現數據的雙向傳輸，充分利用計算機的功能。例如，目前市場(chǎng)上的測色儀器利用RS-232C接口，可以與一般的個(gè)人電腦連接。

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