色差儀作為光電儀器，一般由光源、傳感器、模擬控制電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、內(nèi)存、微處理器、顯示器等構(gòu)成。其中傳感器作為色差儀的核心部件，起著把顏色轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的關(guān)鍵作用。本文對(duì)色差儀的構(gòu)成及傳感器的類型做了簡(jiǎn)要的介紹。

色差儀的組成結(jié)構(gòu)：

一般測(cè)色儀器由光源、傳感器、模擬控制電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、內(nèi)存、微處理器、顯示器等構(gòu)成，其關(guān)系如下圖所示。

從上圖中，我們可以看出測(cè)色儀測(cè)量的過(guò)程：

1.光源

通常采用脈沖氙氣管或鹵鎢燈來(lái)提供長(zhǎng)弧弧光，從儀器內(nèi)表面反射散開(kāi)，結(jié)合空間均勻地照射到物體表面。

2.測(cè)量傳感器

傳感器中放置頻帶過(guò)濾器和光譜過(guò)濾器，以及積分球、光電管等，它將樣品表面的反射光過(guò)濾、分解、積分，再傳送到相應(yīng)三個(gè)光電二極管。人對(duì)顏色的視覺(jué)反應(yīng)，即用濾光濾頻器和光電接收器來(lái)模擬，三個(gè)光電流分別和X10、Y10、Z10成正比。

3.參比傳感器

為了克服光學(xué)儀器中由于鏡片、傳輸途徑等帶來(lái)的誤差，并列采用參比傳感器、光在測(cè)量的同時(shí)也進(jìn)入?yún)⒈取?/span>

4.模擬控制電路

將測(cè)量和參比兩傳感器的6個(gè)光電二極管的測(cè)量值和標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，得出精確值。

5.模數(shù)轉(zhuǎn)換電路

由于模擬控制電路輸出值是模擬信號(hào)，而計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是數(shù)字信號(hào)，所以必須將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。

6.將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)送到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理和運(yùn)算，便可得到準(zhǔn)確的X10、Y10、Z10值，從而得出色品坐標(biāo)等一系列值。

色差儀有哪幾種幾何結(jié)構(gòu)？

對(duì)應(yīng)CIE標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)色幾何條件，色差儀主要有積分球式和環(huán)形照明式兩種。

1.積分球式色差儀

積分球是一個(gè)中空的金屬球，其內(nèi)表面涂有中等灰色的高反射漫射物質(zhì)，如硫酸鋇或聚四氟乙烯。進(jìn)入這個(gè)球體的光線經(jīng)過(guò)多次反射后都只能從測(cè)量孔或光源孔射出積分球。一束光從任意的不通過(guò)球心的角度照進(jìn)積分球，經(jīng)過(guò)球壁的多次反射后會(huì)從各個(gè)角度照射到樣板，最終通過(guò)測(cè)量孔或光源射出積分球。測(cè)量孔是在與法線夾角成8°的位置，由一組光電管構(gòu)成的探測(cè)器。例如三恩時(shí)公司的TS7020、TS7030、TS7036等色差儀就是這種結(jié)構(gòu)的色差儀。

CIE沒(méi)有明確規(guī)定積分球的開(kāi)孔尺寸，只要求所有開(kāi)孔面積不超過(guò)內(nèi)表面積的10%，因此不同廠家的產(chǎn)品的開(kāi)孔位置、尺寸及光源入射角度會(huì)有區(qū)別。與觀測(cè)孔關(guān)于法線對(duì)稱的地方有一個(gè)光阱，關(guān)閉光阱時(shí)鏡面反射成分包含在內(nèi)，簡(jiǎn)寫(xiě)作d/8：i（d表示漫反射照明，8是8度角接收，i指包括鏡面反射），也可簡(jiǎn)寫(xiě)作SPIN。當(dāng)光阱打開(kāi)時(shí)去除了鏡面反射，此條件簡(jiǎn)寫(xiě)作d/8：e，e指去除鏡面反射。這種儀器不僅能測(cè)量不透明樣品的顏色，還可以測(cè)量透明樣品的顏色。

2.環(huán)形照明式色差儀

理想漫反射物體對(duì)于任意一束光都將以漫反射形式即各方向等效地反射出去，為此入射光和觀察者的角度并不重要，不會(huì)影響到觀察結(jié)果，但真實(shí)物體表面并非理想漫反射表面，多少都會(huì)由于鏡面反射成分和表面紋理而造成由于入射光和觀察者的幾何位置不同而表現(xiàn)出來(lái)的微小顏色差異。而環(huán)形照明則可以消除這種影響，其是以45°環(huán)形照明，0°（法線方向）觀測(cè)的，可以縮寫(xiě)為：45/0：c。由于光路可逆，它與0°照明45°方向環(huán)形接收是等效的，該測(cè)色幾何條件對(duì)應(yīng)的色差儀有三恩時(shí)公司的NR145+等。這種結(jié)構(gòu)的儀器是完全不包括鏡面反射光的，測(cè)得的數(shù)據(jù)與人眼觀察一致，另外這種儀器只能測(cè)量不透明樣品的顏色。

三恩時(shí)TS系列分光色差儀主要包括TS7010、TS7020、TS7030、TS7036四種型號(hào)，該系列分光色差儀是3nh運(yùn)用自主分光核心技術(shù)研發(fā)的便攜式分光色差儀，是分光架構(gòu)下的高級(jí)別色差儀，除保證準(zhǔn)確的相對(duì)值ΔE的同時(shí)，還保證絕對(duì)值L、A、B長(zhǎng)時(shí)間的準(zhǔn)確性，隨時(shí)隨地能通過(guò)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)量。采用內(nèi)置硅光電二極管陣列（雙列24組或32組）感應(yīng)器、進(jìn)口白板，重復(fù)性ΔE*ab輕松控制在0.05～0.1以內(nèi)，同時(shí)兼顧測(cè)量速度與操作的便捷性，連接PC端軟件或者不連PC端軟件都能快速進(jìn)行色差測(cè)量判斷，功能強(qiáng)大，8mm單口徑或4/8mm雙測(cè)量口徑滿足塑膠電子、油漆油墨、紡織服裝印染、印刷、陶瓷等各行業(yè)生產(chǎn)和品檢中的精準(zhǔn)色差控制。