颜色成为评定许多产品质量的重要指标，其测量仪器也日受青睐。颜色测量仪器是根据人眼视觉特性，对颜色进行客观度量的工具，是颜色复制、传递、交流的一种载体。那么，怎么测量颜色？颜色测量的常用仪器有哪些？本文为大家做了介绍。

　　颜色是光的属性，是外界光投射到物体上，经过颜色物质对光有选择的吸收后，其反射（或透射）光对人眼的辐射作用结果。人眼只能看到 380～780nm的光，即可见光。人眼对不同波长光的感受性是不一样的。虽然不同的人对同一外界光刺激的主观感受不尽一致，但人的生理视觉对可见光的感受却呈现着共性的规律。人们根据这共性规律，制定了一个“标准人眼”。它是我们在颜色测量和评价中所遵循的生理学依据。

　　现代颜色测量采用 CIE（国际照明委员会）所规定的一套颜色测量原理、数据和计算方法、称为CIE标准色度学系统。这一系统以两组基本视觉实验数据为基础。一组数据叫做CIE1931标准色度观察者”，或叫做“CIE1931-XYZ 系统”；另一 组叫做CIE1964补充标准色度观察者”，或叫做“CIE1964－X10Y10Z10系统”，前者适于2°视场的测量，后者适于10°视场的测量，每组数据即相当于“标准人眼”，是由三条曲线组成，根据这三条曲线，我们便可以通过各种手段、测得颜色的三刺激值XYZ（X10Y10Z10）。具体公式为：

　　式中x（λ）、y（λ）、z（λ）即为“标准人眼”的三条曲线，称之为CIE光谱三刺激值：φ（λ）为颜色刺激函数，对于自发光体（如光源），φ（λ）=S（λ），S（λ）为待测发光体的相对光谱功率分布：对于透射物体，p（λ）=τ（λ）S（λ），τ（λ）为待测物体的光谱透过率；对于反射物体，φ（λ）=B（λ），B（λ）为待测物体的光谱反射率因数。式中 K 为常数。

　　Se（λ）是所采用的标准照明体的相对光谱功率分布，XYZ（X10Y10Z10）是表征颜色的最基本参数。它们是假定的理想三原色。测色仪器的目的就是要测出被测对象的XYZ（X10Y10Z10）值，色度学中各种表色数据都是由这三个参数换算而来的。

　　在颜色测量中，光源是至关重要的，不同的光源照射会得到不同的测量结果。为了规范颜色的评价和测量.CIE 推荐了四种标准照明体A、B、C、D（D又分为D55、D65、D75）。标准照明体是指其特定的光谱功率分布而言，而能实现这特定光谱功率分布的物理发射体则称为标准光源。

　　在我们观测颜色时，由于颜色物体材料的光度特性影响，随着照明方向和观测角度的变化，会产生不同的结果，所以，CIE在颜色测量中，对照明和观测条件做了规范。

　　CIE1971年推荐的四种标准照明观测条件是：0/45 条件（垂直照射/45°接收），45/0条件（45°照射/垂直接收），0/d 条件（垂直照射/漫反射接收），d/0条件（漫射照射/垂直接收）。

　　在我们使用各种测色仪器测得的颜色数据时，首先应知道它是采用哪种标准照明体，是2°视场还是10°视场，是在哪种照明观测条件下测得的。这一点很重要，否则可能会造成不必要的混乱。

　　这类仪器不是直接测量顏色的三刺激值本身，而是测量物体的光谱反射或透射特性，也就是测得物体的光谱辐亮度因数或光谱透射比，再选用CIE推荐的标准照明体和标准观察者，通过积分计算求得颜色的三刺激值。

　　在实际测量中，它一般以5~20nm 的等距波长间隔，在380~780nm的波段内测得各波长的光谱反射（或透射）率。由于这类仪器测得的是最基本的颜色光学数据，所以它可用计算的方法灵活地得出颜色物体在各种条件下（如D65、C、A照明体）的三刺激值XYZ 和X10Y10Z10。

　　根据光谱信号采集的方式，分光式仪器可分为单通道扫描式和多通道采集式。单通道扫描式主要由电源、单色器、光电探测器、数据处理和输出装置几部分组成，光源一般为稳定性光源（如卤钨灯、氙灯）；单色器是整个仪器的核心，其形式有棱镜分光式、光栅分光式和滤光片分光式等；探测器为光电倍增管、光电管，由于仪器的扫描机构和光路较复杂，使得仪器的体积较大。多通道采集式主要由光源、色散装置、探测器、信号采集电路、数据处理和输出装置几部分组成，光源多用脉冲光源，即脉冲氙灯；光电传感器阵列为光电二极管阵列或CCD；色散元件常为衍射光栅。

　　分光式仪器是颜色测量中的权威仪器，测量精度较高，传统的分光光度计体积较大成本也较高，使得它的使用受到很大的局限：一般仅适于实验室使用。新一代分光光度计的出现，由于它采用了先进的技术和新的器件，使得仪器的结构大大简化，体积大为缩小，这将使其使用范围产生巨大的变化。

　　光电积分式仪器是模拟人眼的三刺激值特性，用光电积分效应，直接测得颜色的三刺激值。这类仪器使用颜色滤光片，对所用的光电探测器的光谱响应进行滤色修正，使它与CIE标准观察者相一致。同时对照明光源也加以滤色修正，使之符合标准照明体的相对光谱功率分布（实际中均把这两种滤色修正混成一组来设计），光电积分式仪器其总的光学条件应符合卢瑟条件。

　　在实际的滤色修正中，我们不可能做到仪器完全符合卢瑟条件，只能近似符合。近似的程度决定了仪器的精度。光电积分式仪器在测量原理上存在误差，其精度自然比不上分光式仪器。

　　这类仪器一般都由光源、探测器、数据处理器和输出单元几部分组成。光源多为稳定性光源，较多使用的是卤素灯。探测器为三个或四个经过滤色修正的硅光电池或光电管。在结构形式上一般有台式和便携式两种。由于光源的光谱功率分布和光电池的光谱灵敏度直接影响到光学模拟的结果，所以它们的稳定性和一致性在仪器制造中是十分重要的。

　　光电积分式仪器对颜色的绝对测量精度不高，但对颜色的相对测量，尤其对中色差测量还是比较常见的。所以在很多场合中，我们称之为测色色差计。

　　分光光度计和测色色差计是测色领域中两大基本仪器。前者属高档类仪器，后者属价廉物美、量大面广的仪器。另外，白度测量仪器也属于测色仪器的一种，由于历史的原因，白度有其特定的评价方法，而且很多，这使它的测量与目前的颜色测量有些区别，因而白度测量仪器属于测色仪器中特殊的一类。

　　国内外目前普遍研究和采用带有微处理器的、兼有检测和信息处理功能的传感器。在半导体片基上，用微电子加工技术把传感器功能、逻辑功能、存储功能集成在一起，使得传感器具有自动校正、自动补偿、数据处理、图像识别、存储、记忆等功能。

　　由于采用大规模集成电路，将所有测量、计算集成在一个集成块中，采用液晶显示，干电池供电。很多測色仪就像一架傻瓜相机大小，重量仅1.5Kg左右。

　　积分球的入射面采用钡处理，双光束反馈系统作参比监控，并可对特殊情况作出补偿等等，利用这些技术来提高测量的精度，从测量到计算直至显示，一般仅需几毫秒时间。

　　可以是ISO标准，也可以是DIN标准，允许SCI（包括反射镜面）和SCE（排除镜面反射）之间切换选择：SCI提供与样本比较的效果，而SCE提供接近于视觉效果并相当于一个熟练的观察者的效果。XYZ、Yxy、CIE（1976）L*a*b*、L*C*H*、L*u*v*、Hunter-Lab（搜寻器）、Munsell（孟塞尔）之间选择数据转换。这些都是由于微处理器的计算功能，使得转换极其方便。

　　一般便携式分光测色仪内的存储器就能储存1000多个数据和50多个标准色样，用以多种测量的比较和计算。通过特定的接口，分光测色仪可与个人电脑实现对接，互相输入输出数据。

　　不仅可以有效替代人工的离线检测，而且可校正照明光源的光强变化和微小的色差变化，提高测量的稳定性。测量时将待测色和标准色进行比较，提高测色精度。

　　由于和个人电脑结合，以及彩色软件系统的不断推出，如QuickMatch，极大地方便了设计、修改、补偿、色彩设置、背景的变化等等。但一般的软件系统对计算机系统的配置有一定的要求。返回搜狐，查看更多