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色差仪检定流程及相关色差计算公式

点击次数:370更新时间:2023-06-08

色差仪作为一种参照国家标准研制的光电检测仪器,主要用于对颜色信息进行定量的描述。为了保证仪器测试性能的稳定性,就需要按照规定定期的对仪器进行计量检定。本文对色差仪的检定方法及检定影响因素做了介绍。

附图:计量检定相关证书

三恩时计量证书.jpg


色差仪计量检定方法:

1.外观检查

 

1)仪器主机的光、机、电各部分应能正常工作,不应有任何影响仪器计量性能及功能的缺陷。

 

2)仪器配套的专用工作白板和色板应平整、清洁、干燥、颜色均匀、不透明,无裂痕、皱纹和气泡等缺陷。

 

3)仪器应有如下标记:名称、型号、编号、厂名、MC标志及出厂日期。

 

外观检查按照以上要求,用目视法进行判断。

 

2.仪器稳定性检查

 

仪器预热后,在15min内对三刺激值Y至少进行8次测量,并应符合下表要求。


稳定性Δf的计算方法如下:

 

稳定篇▲F计算公式.jpeg


3.仪器重复性检查

 

仪器预热之后,对仪器定标,连续测量专用工作白板8次。在测量中,白板保持不动。测量结果也应符合上表的要求。重复性s的计算方法如下:

重复性S计算公式.jpeg

4.仪器复现性检查

 

复现性是表现仪器与白板对量值的综合复现能力的指标。接上一步骤,重新定标仪器后,连续测量专用工白板8次,测量中,每次都要以白板中心为轴转动约45。测量结果的复现性应符合上表的要求。复现性△l的计算方法如下:

重现性▲I计算公式.jpeg

5.仪器是指误差检查

 

仪器预热之后,对白、红、绿、蓝、黄5种标准色板的Yxy进行测量,每块色板重复测量3次,取平均值与色板的各自标准值之差定义为示值误差。其结果应符合上表要求。示值误差的计算方法如下:

色差仪示值误差计算公式.jpeg

6.照明与观测条件检查

 

用经验和目视方法进行判定,并可以参照仪器说明书。

7.测色色差计分级标准参考图如下:

测色色差计分级标准.jpeg

色差仪计量检定结果处理:

1.重复性、复现性和示值误差为主要项目,其余为非主要项目。当有一个主要项目或三个以上非主要项目超差或不合格者,降一级或者定为不合格仪器。

 

2.按找相应检定规程的要求,对检定合格的色差仪出具检定证书,并定级;对检定不合格的色差仪出具检定结果通知书,并注明不合格项目。

 

3.仪器检定周期一般不超过1年。但当仪器专用工作色板有损伤或量值可疑时,应提前送检。每次送检应带上次检定的证书,否则按D一次检定处理。

 

影响色差仪计量检定的因素:

1.色差仪原理

 

测色色差计由照明系统、探测系统及数据处理系统三大部分组成,其输出结果即为三刺激值XYZ,经计算得出色品坐标xy或色差。在JJG595-2002《测色色差计计量检定规程》中,以△Y,△x,△y作为示值误差的判定参数,因此,对于无显示三刺激值与色品坐标,仅显示L*a*b*的色差计来说,需要将L*a*b*转换为XYZxy再进行判定。

 

2.色差仪照明系统

 

现在使用的测色色差计光源主要有A光源,C光源,D65光源,A光源代表完QUAN辐射体在2856K发出的光(X=109.87Y=100.00Z=35.59),C光源代表相关色温大约为6774K的平均日光,光色近似阴天天空的日光(X=98.07Y=100.00Z=118.18),D65光源代表相关色温大约为6504K的日光(X=95.05Y=100.00Z=108.91),它的相对光谱功率分布在300830nm的光谱范围内。现阶段国际照明委员会(CIE)规定新型材料样品色的测量,要求照明体光谱分布的范围不仅限于可见区,还必须包括近紫外区成分,而以往使用的标准光源AC,不能完QUAN代表日光(昼光),尤其是紫外波段。因此,它们已不能适应色度学发展的需要,现在主要光源多为D65光源。

 

在颜色测量时,有光源和接收反射光线的装置,也就是入射和反射光线,其间夹角主要有两种,2°与10°,这是因为在不同的角度下,模拟人眼视场所看到的颜色有差别。实验表明:人眼从小视场(2°)增大到大视场(10°)时,颜色匹配的精度和辨别色差的能力提高,但当视场再进一步增大时,颜色匹配的精度提高就不大了。由于10°标准视场对400~500nm区域短波光谱有更高的敏感性,目前多数仪器以D6510°为主。

 

在检定过程中,先要明确色差计的光源和观测视角,以对应用于校准的标准色板的值。

 

3.色差仪探测系统

 

测色色差计的探测系统主要有以下4种:45°/垂直(用45/0表示)、垂直/45°(用0/45表示)、漫射/垂直(用d/0表示)、垂直/漫射(用0/d表示),少数仪器会出现漫射/8°(用d/8表示)、8°/漫射(用8/d表示)。以0/d为例,这表示样品被一束光照明,该光束的轴线与样品法线间的夹角不超过10°,用积分球收集反射通量,照明光束的轴线和任一光线间夹角不超过5°,当积分球开孔部分的总面积不超过球内反射整球面积的10%时,其直径可以是任意的。在对测色色差计进行检定时,必须明确仪器的探测系统是哪一种类型,以对应不同的标准色板值,但由于不同测量条件下,标准色板的值均不同,试验表明,0/458/d的仪器可当作0/d来进行检定,45/0d/8的仪器可当作d/0来进行检定,以此来简化所对应的标准色板的校准值,且能保证检定结果的准确性。

 

测色色差计的探测系统还包括镜面反射的影响,有些仪器可选择在检定时是否包含镜面反射,而有些仪器则只有镜面反射,且两者在检定过程中数值相差较大,因此,必须结合仪器说明书,确定仪器是否包含镜面反射,再结合相应的标准色板值,进行检定和判断。

 

4.色差仪数据处理系统

 

在色差计的检定中,通常仪器中会有不同的色度系统给予选择。如CIE1931XYZ标准色度系统适用于1°~4°的视场观测范围,CIE1964XYZ标准色度系统适用于4°~10°的视场观测范围,而有些色差计并不以XYZ作为色度的评判,而以△E的色差值作为不同颜色间的比较。因此,在检定中应注意,使用不同的色差公式得出的结果往往相差很大,容易造成误判,因此在选择色差公式时同样需要重视。

 

综上所述,由此我们可以看出,在测色色差计的检定过程中,涉及许多方面的因素需要考虑,各种测量条件的组合可达十几种,而上级计量部门给出的标准色板的定值,不可能涵盖这么多种类,因此,尽可能挑选常用测量条件组合,保证标准色板的定值与测色色差计相对应,以减少误判因素,利于计量检定的量值溯源准确。

 

色差仪检定证书和校准证书的区别:

色差仪的校准证书和计量检定证书是不一样的。校准证书可以是由第三方检测机构提供,其证书的可靠性是不如计量检定证书的。一般来说,经过国家法定计量鉴定机构检定产品,就会有检定证书并评级。

 

检定证书是指法定计量检定机构根据相关检定规程对色差仪进行检定所提供的证明,表明该仪器依法实施了检定,是合格的。根据色差仪检定规程要求,对检定合格的色差仪出具检定证书,并定级;对检定不合格的色差仪出具检定结果通知书,并注明不合格项目,也称为校准证书。色差仪检定证书和校准证书的区别主要体现在一下几个方法:

 

1.目的不同

 

检定目的是对计量器具进行强制性全面评定,校准目的是对照计量标准,评定计量器具的示值误差,确保量值准确。

 

2.对象不同

 

检定的对象是《计量法》明确规定的强制检定的计量器具,校准的对象是属于强制性检定之外的计量器具。

 

3.依据不同

 

检定依据的是检定规程,计量检定规程是指对计量器具的检定周期、计量特性、检定项目、检定条件、检定方法及检定数据处理等所做的技术规定。校准依据的是校准规范,可以参照检定规程执行,也可以经校准方和用户双方商定自行确定校准方法。

 

4.性质不同

 

检定属于强制性,校准不具有强制性。

 

5.方式不同

 

检定只能在法定计量检测机构或经授权具备资格的机构进行,校准可以采用自校、外校或自外校结合的方式进行。

 

6.结论不同

 

检定必须依据《检定规程》规定的量值误差范围,给出合格与不合格的判定。校准结果通常是出具校准证书或校准报告,不需要给出合格或者不合格的判定。

 

7.有效期不同

 

检定证书上要求给出有效期。校准证书一般不给出有效期。

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