颜色测量仪器的类型：密度仪、色差仪、分光测色仪

测量颜色最常用的仪器有密度仪、色差仪、分光测色仪。这三种仪器的区别在于它们所使用的滤光器的数量与类型，以及所使用探测器的灵敏度。本文对颜色测量仪器的类型：密度仪、色差仪、分光测色仪原理及特点做了介绍。

颜色测量仪器——密度仪：

密度仪也叫密度计，密度计是分色、制版和印刷中的主要仪器，这种测量方式一直是印刷工业最常用的客观评价质量的形式，密度计价格便宜，应用广泛。它能简单的测量计算从一个物体反射或透射的光量的大小。但密度计测量颜色表面时，只能获得印刷中某一原色油墨的相对量，它不能指示被测颜色的色相。

密度计测量值不与各种表色系统相联系，因而不能用色彩语言描述被测颜色。在颜色测量和评价中，密度计具有一定的局限性，它不是标准的颜色测量仪器。它主要用于印刷、印前以及照相中来测量颜色强度的一种简单仪器。

颜色测量仪器——色差仪：

色差仪也称色度计，色度计是通过对被测颜色表面直接测量获得与颜色三刺激值X、Y、Z成比例的视觉响应，经过换算得出被测颜色的X、Y、Z值，再由此计算出样品的色品坐标等色度评价参数。

色度仪器的总光谱灵敏度必须符合卢瑟条件。卢瑟条件是校正滤色器设计的基础。公式如下：

式中，S（λ）为仪器内部光源的光谱分布，S65（λ）为选定的标准照明体光谱分布；τx、τy、τz为三种校正滤色器各自的光谱透射比；X10、Y10、Z10是选定的标准色度观察者光谱三刺激值；Kx、Ky、Kz为比例常数；γ（λ）为探测器的光谱灵敏度。仪器各个探测器测到的电信号值比例于物体颜色的三刺激值。

校正滤色器应有的光谱透射比τx（λ）、τy（λ）、τz（λ）可从下式求得：

色度计用上述公式求得三个透射比德校正滤波器与三个探测元件的组合，分别来测得三刺激值X，Y，Z，然后可以进一步计算出颜色的CIE色品坐标（x，y），L*，a*，b*等色度多数。这类仪器测量速度快，实时性好，也具有适当的测量精度。

颜色测量仪器——分光测色仪：

分光测色仪也叫分光光度计，分光光度计测量颜色主要是测量物体反射（或透射）的光谱光度特性，然后再由这些光谱测量数据通过计算的方法求得物体在各种标准光源或标准照明体下的三刺激值。现代的分光光度计由照明光源、提供单色光的色散系统和对通过仪器的光辐射进行测量的探测器组成。通常在仪器内部将由色散系统产生的单色辐射分成祥品光束和参考两条光路。当将祥品放在样品光路内时，两条光束相等的状态被破坏，探测器监测到差别，得到该波长上样品的透射比或反射比。这是一种精确测量颜色的方法，而且可以制成自动化的测量设备，但通常体积较大，结构复杂，价格高且测量速度很慢。

在透射样品测量中，一般采用对样品表面垂直方向照明，透射方向探测。照明光束的光轴与样品表面发现的夹角不超过5°，照明光東中任一光线与光轴的夹角不应超过5°，此几何条件不适合于漫透射体。

在反射样品（不透明物体）测量中，1971年CIE正式推荐了四种测色的标准照明和测量（观察）条件，如下图所示下：

1.45°/垂直（符号为45/0）：照明光束光轴方向与祥品法线成45°±2°角，测量方向光轴和样品法线的夹角不应超过10°，照明光束和测量光束的任一光线与其光轴间的夹角不应超过8°（见图a）。

2.垂直/45°（符号为0/45）：垂直样品表面方向照明，照明光束光轴与样品法线夹角不应超过10°，在与样品表面法线成45°±2°角的方向上测量，照明光束和测量光束的任一光线与其光轴间的夹角不应超过8°（见图b）。

3.漫射/垂直（符号为d/0）：用积分球漫射照明样祥品，样品的法线与测量光束光轴之间的夹角不应超过10°，积分球的直径可以任意迭选择，其开孔面积不应超过积分球总面积的10%，测量光束的任一光线与光轴之间的夹角不应超过5°（见图c）。

4.垂直/漫射（符号为0/d）：照明光束光轴和样品法线之间的夹角不超过10°，反射辆射通量用积分球收集，照明光束的任一光线与其光轴之间的夹角不应超过5°，积分球的直径可以任意选择，其开孔的总面积不应大于积分球总面积的10%（见图d）。

目前，自动分光光度测色仪器可按其使用要求、技术指标或结构组成而有很多的分类方法。如果按照光路组成的不同，可以分为单光束和双光束两类；如按色散元件分类，则有棱镜、光栅、棱镜一棱镜、棱镜一光栅、光栅一光栅、干涉滤光片等不同色散元件及由此组成的分光光度测色仪，其中光散系统采用两个色散元件组成的光学系统称为双单色仪色散系统。比较通用的分类方法是根据所使用的光探测器的不同而分为以人眼为光探测器的目视分光光度测色仪和应用物理光探测器的自动分光光度测色仪。