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分光测色仪波长范围对测量结果的影响

发布日期:2023-06-19 浏览次数:196

分光测色仪作为颜色测量的光电仪器,为了保证测量精度的准确性,对其测量波长范围作了相应的规定,例如YL4660分光测色仪的测量波长范围为:400~700nm,10nm输出。本文介绍了分光测色仪测量波长范围及其对色度计算精度的影响。

分光测色仪测量波长范围


分光测色仪测量波长范围是多少?

在CIE出版物No15.2(1986)推荐的三刺激值计算公式中,求和的波长范围为360~830nm,波长间隔为1nm。要求得准确的三刺激值就应按照上述要求进行。但目前市场上许多分光测色仪的测量范围仅为400~700nm,例如三恩时TS8210的测量波长范围就是400~700nm。由于两端波长范围的截去就会带来三刺激值的计算误差,在CIE出版物中指出:从实际目的出发,波长范围可取380~780nm;如果波长范围小于380~780nm,将会导致误差。

分光测色仪测量波长范围对色度计算精度的影响:

下表是采用某分光测色仪,按两种波长范围测试的三刺激值结果。

380~780nm三刺激值


400~700nm三刺激值

从表中可看出两者的三刺激值差异大些,色差也会大些,色坐标相差无几。因此,在具体问题中,如果认为这种误差可以忽略,则可以采用截短波长范围的方法,如果误差不能忽略,CIE推荐用外插法补齐两端数据,即让截去的测量数据等于最接近的端部测量数据,例如在400nm处ρ(λ)=15.38,则让360~400nm波长上所有的ρ(λ)都等于15.38。

将下列三刺激值计算式子:

三刺激值计算公式

改写成一般积分形式:

一般积分式

如果波长范围截短,即λL>360nm,λU<830nm,则:

波长计算公式

产生的相对误差e为:

相对误差

由上面三个式子可得:

相对误差01

计算表明:(1)波长范围取为380~780nm时计算三刺激值引起的最大误差也是很小的,而且这些误差主要来自短波截去的影响。(2)波长范围取为400~700nm时,有可能造成较大的误差;短波截去对z值影响最大,对Y值影响很小;长波截去对X值影响最大,对z值没有影响。因此,测色分光光度计的波长范围取为380~780nm较为适宜。

荧光材料的颜色特性也是用三刺激值和色品坐标表示的。荧光材料不仅能反射一部分照射光的光谱成分,而且在照明光的激发下它能发射一定成分的光谱,所以荧光材料的颜色决定于它反射和发射光谱的总和,即:

βT(λ)=βS(λ)+βL(λ)

式中βT(λ)为波长λ处的总光谱辐亮度因数;βS(λ)为波长λ处反射辐亮度因数;βL(λ)波长L处的荧光亮度因数。

荧光材料光谱特性的理想分析方法是双单色仪法:它通过激发单色仪给样品以某一单色光照射,然后用分析单色仪来测量可见波段各波长入的辐射度因数。

许多荧光样品在紫外光辐照下可以获得最大程度的激发,因此测色用荧光分光测色仪的波长范围一般为300~780nm。


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