在當(dāng)今社會，商品生產(chǎn)領(lǐng)域競爭日益激烈，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。

色差儀是一種常見的光電積分式測色儀器。它利用儀器內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)光源照射被測物體，在整個可見波長范圍內(nèi)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(biāo)，并通過專用微機(jī)系統(tǒng)計(jì)算出兩個被測樣品之間的色差值。這種儀器具有操作簡單、價格低廉的特點(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)確性和適中的價格。

第三種是臺式色差儀，又稱為臺式分光測色配色儀。該儀器具有讀數(shù)窗口，在連接電腦時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(wěn)定，價格相對較高。

至于色差儀的測色原理，需要進(jìn)一步說明。

色差儀是一種光學(xué)設(shè)備，通過計(jì)算顏色差值來識別和比較顏色。其工作機(jī)制部分模擬了人眼識別顏色的過程。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，在一個測色系統(tǒng)中，需要分析檢測的是進(jìn)入儀器檢測窗口的可見光。與人類視覺系統(tǒng)使用視網(wǎng)膜來識別光譜相似，機(jī)器中的顏色識別功能通常通過感光器件來完成。人類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(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，要獲得待測可見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。根據(jù)顏色恒常性的理論，我們在特定環(huán)境中觀察物體顏色時，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。為了解決這個問題，我們需要在一個與測量環(huán)境無關(guān)的顏色譜系空間中獲取樣本的反射光線。因此，在測色儀器中都會使用統(tǒng)一的內(nèi)置光源來刺激物體表面，相當(dāng)于將所有待測物體置于一個與機(jī)器相關(guān)的系統(tǒng)光照條件下。在這個系統(tǒng)光照條件下，顏色譜系分布也是確定的。

色差儀內(nèi)設(shè)有一個光源，每次測量時，該光源會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)行顏色測量之前，必須將標(biāo)準(zhǔn)顏色庫信息加載到儀器中。同時，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)顏色庫的標(biāo)準(zhǔn)顏色空間進(jìn)行比對計(jì)算，以確定兩個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)需要測量未知顏色時，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量顏色差的設(shè)備，主要由測頭、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、測量精度和長期重復(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：

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(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、邏輯功能和存儲功能集成在半導(dǎo)體片基上，使傳感器具備自動校正、自動補(bǔ)償、數(shù)據(jù)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)。通過采用大規(guī)模集成電路，將所有測量和計(jì)算集成在一個集成塊中，并采用液晶顯示和干電池供電，使得許多測色儀的體積類似于傻瓜相機(jī)的大小，重量僅為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(tǒng)進(jìn)行參比監(jiān)控，同時還可以對特殊情況進(jìn)行補(bǔ)償?shù)炔僮?。從測量到計(jì)算再到顯示的過程通常只需要幾毫秒的時間。

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。

可以利用個人電腦擴(kuò)展測色儀器的功能。一般便攜式色差儀內(nèi)部的存儲器可儲存超過1000個數(shù)據(jù)和50多個標(biāo)準(zhǔn)色樣，用于多種測量的比較和計(jì)算。通過特定的接口，色差儀可以與個人電腦實(shí)現(xiàn)對接，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，目前市場上的測色儀器利用RS-232C接口，可以與一般的個人電腦連接。

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