色差计测定实验

图49—1 X10 Y10 Z10 色度系统的色品图
三. 物体色测量方法的分类
颜色测量方法一般分为 光谱光度测色法 和 刺激值直读法 两大 类。 ⑴ 光谱光度测色法 光谱光度测色法用光谱光度计（带积分球的分光光度计）进行测定， 光谱光度测色法用光谱光度计（带积分球的分光光度计）进行测定， 测量波长的范围一般为380～780ｎｍ，不能小于 ｎｍ， ｎｍ。 测量波长的范围一般为 ～ ｎｍ 不能小于400～700ｎｍ。试样测 ～ ｎｍ 量结果是单色光与透过率或反射率的对应数据， 量结果是单色光与透过率或反射率的对应数据，需按公式经复杂的计算 才能得出三刺激值和色品坐标值。 才能得出三刺激值和色品坐标值。 ⑵ 刺激值直读法 刺激值直读法用光电类测色仪器进行测定， 刺激值直读法用光电类测色仪器进行测定，这类仪器利用具有特定 光谱灵敏度的光电积分元件，能直接测量物体的三刺激值或色品坐标， 光谱灵敏度的光电积分元件，能直接测量物体的三刺激值或色品坐标， 因而称之为光电积分仪器。光电积分仪器包括光电色度计和色差计等。 因而称之为光电积分仪器。光电积分仪器包括光电色度计和色差计等 光电色度计 ① 光电色度计 光电色度计是一种测量光源色和由仪器外部照明的物体色的光电积 分测色仪器，用光电池、光电管或光电倍增管做探测器，每台仪器由3 分测色仪器 ， 用光电池 、 光电管或光电倍增管做探测器 ， 每台仪器由 3 个或4个探测器将光信号变为电信号进行输出， 个或 4 个探测器将光信号变为电信号进行输出 ， 得出待测色的三刺激值 或色度坐标。 或色度坐标。
二．基本原理
2．颜色的表示方法 ．
为了准确地描述和表示物体的颜色， 为了准确地描述和表示物体的颜色，新兴了一门科学 —— 色度 学。色度学是研究人的颜色视觉规律，颜色测量的理论与技术的科学。 色度学是研究人的颜色视觉规律，颜色测量的理论与技术的科学。 在这门科学里，物体的颜色一般用色调、 在这门科学里，物体的颜色一般用色调、色彩度和明度这三种尺度来 表示。 表示。 表示红、 紫等颜色特性。 色调 表示红、黄、绿、蓝、紫等颜色特性。 色彩度 是用等明度无彩点的视知觉特性来表示物体表面颜色的浓 谈，并给予分度。 并给予分度。 表示物体表面相对明暗的特性，是在相同的照明条件下， 明度 表示物体表面相对明暗的特性，是在相同的照明条件下，以 白板为基准，对物体表面的视知觉特性给予的分度。 白板为基准，对物体表面的视知觉特性给予的分度。 此外， 来表示物体颜色知觉的定量差异。 此外，还用 色差 来表示物体颜色知觉的定量差异。
恒压粉体压样器 试样板
五. 彩 色 试 样 的 测 试
㈠．反射样品的测量 对于陶瓷墙地砖、 对于陶瓷墙地砖 、 不透明的玻璃试样块及 粉体试样板的测量。 粉体试样板的测量。
㈡．透射样品的测量 对于透明玻璃或 其他透明体的测量。 其他透明体的测量。
六. 数据记录与数据处理
目前， 物体颜色基本参数的测定并不困难， 目前 ， 物体颜色基本参数的测定并不困难 ， 问题是测 定后的色度参数计算比较复杂。 定后的色度参数计算比较复杂。 按国家标准GB/T 11942-89 的规定，除了要求用样品的 按国家标准 的规定， 色品坐标x 表示彩色建筑材料的测量结果外， 色品坐标 10 、y10表示彩色建筑材料的测量结果外，必须用 一个色品坐标和一个明度因子来确定物品的颜色。 一个色品坐标和一个明度因子来确定物品的颜色。 SC-80色彩色差计 进行测定时， 用 SC-80色彩色差计 进行测定时，测定结果可由打印 机打出。 机打出。 来表示。 色品坐标 用 x10 、y10来表示。 来表示（ 明度因子 用测定结果 Y 来表示（颜色的明亮程度）。 此外，还要计算主波长（ 或补色波长） 和兴奋纯度来 此外 ， 还要计算主波长 （ 或补色波长 ） 表示彩色建筑材料的测量结果。 表示彩色建筑材料的测量结果。
试样要求与制备
⑵ 粉状试样板的制备
采用恒压粉体压样器， 采用恒压粉体压样器，将待 测粉体试样压制成粉体试样板。 测粉体试样压制成粉体试样板 。 试样板的表面应平整、无纹理、 试样板的表面应平整 、 无纹理 、 无疵点和无污点。 无疵点和无污点 。 每批待测试样 （产品）须压制三块试样板。 产品）须压制三块试样板。 装料压样
二．基本原理
根据三原色学说，任何一种颜色的光， 根据三原色学说，任何一种颜色的光，都可看成是由 蓝、绿、红 三种颜色的光按一定比例组合起来的。 三种颜色的光按一定比例组合起来的。 颜色视觉” “颜色视觉”是由于外界物质的辐射能刺激于人们眼睛内视膜网敏 感的视觉神经中心末稍而引起的。光进入眼睛后， 感的视觉神经中心末稍而引起的。光进入眼睛后，三种颜色的光分别作 用于视膜网上的三种细胞上，产生激励，在视神经中，这些分别产生的 用于视膜网上的三种细胞上，产生激励，在视神经中， 激励又混合起来，产生彩色光的感觉。 激励又混合起来，产生彩色光的感觉。 物体的颜色与照射的光源和 人眼对颜色的感觉有关。 人眼对颜色的感觉有关。由于人 的生理上的差别， 的生理上的差别，各人对颜色的 灵敏性也大不相同，因此， 灵敏性也大不相同，因此，人对 颜色的判断带有很大的主观性。 颜色的判断带有很大的主观性。 人类视觉的这些缺点是难以正确 测定颜色的原因。 测定颜色的原因。
SC-80色彩色差计的仪器结构
⑴ 主机 ⑵ 液晶显示器 ⑶操作键盘 ⑷ 光学测试头 ⑸ 可升降的测试台 ⑹ 电源开关 ⑺ 电源线插座 ⑻ 保险管 ⑼ 打印机插座 ⑽ 连接 电缆插座 ⑾ 支架 ⑿ 锁紧丁 ⒀ 样品架 ⒁ 挡光板 ⒂ 光栏
②
SC-80轻便色彩色差计的测试条件及有关数据 轻便色彩色差计的测试条件及有关数据
二．基本原理
2．颜色的表示方法 ．
使用规定的符号， 使用规定的符号，按一系列规定和定义表示颜色的系统称为色 度系统（亦称表色系统）。 度系统（亦称表色系统）。 为了科学地表征颜色特征，国际照明委员会（ 为了科学地表征颜色特征，国际照明委员会（CIE— International Commission on Illumination）创立了 标准色度系 ）创立了CIE标准色度系 标准色度 统。 由CIE 1931年规定的光谱三刺激值为 年规定的光谱三刺激值为 表示的色度系统，称为 标准色度系统 表示的色度系统，称为CIE 1931标准色度系统，有时称为 0视场 标准色度系统，有时称为2 XYZ色度系统。 色度系统。 色度系统 由CIE 1964年规定的光谱三刺激值为 年规定的光谱三刺激值为 表示的色度系统，称为 补充标准色度系统 表示的色度系统，称为CIE 1964补充标准色度系统，有时称为 0视 补充标准色度系统，有时称为10 色度系统。 场X10 Y10 Z10 色度系统。
主讲： 主讲： 伍洪标
目
一．实验目的 二．基本原理
录
三. 物体色测量方法的分类 四. 试样要求与制备 五. 彩色试样的测 六. 数据记录与数据处理
一．实验目的
我们的生存空间是一个多姿多彩的世界， 我们的生存空间是一个多姿多彩的世界，在我们生活的周围环境中 几乎每时每刻都能见到大自然物体的各种颜色。 几乎每时每刻都能见到大自然物体的各种颜色。在科学技术不断发展的 今天，人工制造物体的颜色也随处可见。因此， 今天，人工制造物体的颜色也随处可见。因此，色度指标值的测量和检 验，已成为全世界各行各业生产中质量控制和产品检验的关键。在无机 已成为全世界各行各业生产中质量控制和产品检验的关键。 非金属材料中，彩色水泥、彩色玻璃制品，彩色陶瓷制品、 非金属材料中，彩色水泥、彩色玻璃制品，彩色陶瓷制品、搪瓷用彩色 珐琅等，都要涉及颜色的测量。此外，纺织、印染、造纸、化工、家用 珐琅等，都要涉及颜色的测量。此外，纺织、印染、造纸、化工、 电器、食品等行业也需要对颜色进行测定。 电器、食品等行业也需要对颜色进行测定。
物体色测量方法的分类
色差计 色差计是利用仪器内部的标准光源照明来测量透射色或 反射色的光电积分测色仪器，一般由照明光源、探测器、 反射色的光电积分测色仪器，一般由照明光源、探测器、 放 大调节、仪表读数或数字显示、数据运算处理等部分组成。 大调节、仪表读数或数字显示、数据运算处理等部分组成。 通常用3个探测器将光信号转变为电信号进行输出， 通常用3个探测器将光信号转变为电信号进行输出，得出待测 色的三刺激值或色度坐标； 色的三刺激值或色度坐标；还可以通过模拟计算电路或连机 的电子计算机给出两个物体色的色差值。因此， 的电子计算机给出两个物体色的色差值。因此，这是一种操 作简便的实用测色仪器。 作简便的实用测色仪器。
照明余观 察条件 ， 在 GB 3979中规 中规 定有 o/d 和 d/o 两种几何 光学条件。 光学条件。
标准照明体D65 标准照明体 平均昼光。 平均昼光。 视场 体角范围。 体角范围。
相关色温约为6504K的 相关色温约为 的
当头和眼睛不动时， 当头和眼睛不动时，被观察物的立
四. 试样要求与制备
本实验的目的
1．了解物体颜色的基本概念及表示方法。 ．了解物体颜色的基本概念及表示方法。 2．了解物体色的测量方法。 ．了解物体色的测量方法。 3．掌握用色彩色差计测量反射物体、透射物体色度值的测量技术。 ．掌握用色彩色差计测量反射物体、透射物体色度值的测量技术。
二．基本原理
1．物体的颜色 ．
物质的颜色与 光密切相关。 光密切相关。按物 理学的观点， 理学的观点，太阳 辐射是一种电磁波， 辐射是一种电磁波， 太阳光只是其中的 一部分， 一部分，它是由不 同波长的光所组成 除可见光外， 的。除可见光外， 还有紫外光和红外 光。 通常，物质的颜色是物质对太阳可见光（白光）选择性反射或透过的物理 通常，物质的颜色是物质对太阳可见光（白光）选择性反射或透过的物理 反射 限于篇幅，这里不做介绍）。 ）。可 现象（ 现象（物质本身的自发光也使物质产生颜色，限于篇幅，这里不做介绍）。可 见光被物体反射或透射后的颜色， 物体色。不透明物体表面的颜色， 见光被物体反射或透射后的颜色，称为 物体色。不透明物体表面的颜色，称为 表面色。 表面色。
二．基本原理
2．颜色的表示方法 ．
色度系统中，色品（ 在X10 Y10 Z10 色度系统中，色品（度）坐标 x10、y10、z10 按 下式计算： 下式计算：
式中的X 是仪器测得试样的三刺激值。 式中的 10 、 Y10 、Z10 是仪器测得试样的三刺激值。 如果两种颜色完全一致， 如果两种颜色完全一致，则限定这两种颜色的三刺激值 必须相同。其中， 还表示颜色的明亮程度。 必须相同。其中，Y10 还表示颜色的明亮程度。
色度图
色度图
CIE 1931年 年
色度系统色品图
（补充件） 补充件）
备注： 备注： ① 标准照明体 ② 20 视场
CIE 1964年 年
色度系统色品图
（补充件Biblioteka Baidu 补充件）
① 标准照明体 D65 ② 100 视场
色品图及样品的标注
表示色品坐标的平面图称 为色品（度）图。在X10 Y10 Z10 色度系统中，以色品坐标 为横坐标，为纵坐标。图中有 波长分度的曲线，是把各单色 光刺激点连接起来形成的光谱 轨迹，把光谱轨迹两端连接的 直线是紫轨迹，如图49-1所示。 从、色品图中可见，可见 光颜色分布在一个色品三角形 中，物体的色品值可以在色品 三角形中用唯一的点来确定。 但要精确地表示一个物品的颜 色，必须用一个色品坐标和一 个明度因子来确定。
待测试样可以是陶瓷墙地砖、平板玻璃等成型制品， 待测试样可以是陶瓷墙地砖、平板玻璃等成型制品， 也可以是水泥等粉末状制品。 也可以是水泥等粉末状制品。 ⑴ 块状样品的制备 对于成型制品，每批取样一般不少于三块（ 对于成型制品，每批取样一般不少于三块（件）。 ① 试样切割 对于陶瓷墙地砖，用切割机将其切成６ ５ 对于陶瓷墙地砖， 用切割机将其切成６.５× ６ .５ ５ ｃｍ的小块做试样 对于玻璃，用玻璃刀将其切成６ ５ 的小块做试样。 ｃｍ 的小块做试样 。 对于玻璃 ， 用玻璃刀将其切成 ６ .５ 的小块做试样。 ×６.５ｃｍ的小块做试样。试样切割之后，檫净备用。 ５ｃｍ的小块做试样 试样切割之后，檫净备用。 ② 试样处理 在一般情况下不必烘样。 在一般情况下不必烘样。如果试样受潮影响其测量结 果时，应将其置于105～110℃的干燥箱中烘 小时。 取出 小时。 果时 ， 应将其置于 ～ ℃的干燥箱中烘1小时 后置于干燥器中冷却到室温备用。 后置于干燥器中冷却到室温备用。