《tcm型測(cè)色色差儀系統(tǒng)的研究》

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1、.1989地武漢工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)JournalofW.卜anUoivorsityofehnol雌y卜TCM型測(cè)色色差儀系統(tǒng)的研究黎云凱何華強(qiáng)(武漢光學(xué)所)(數(shù)學(xué)物理系):、、、摘要本儀器在光學(xué)結(jié)構(gòu)接口電路轉(zhuǎn)換電路軟件的設(shè)計(jì)等方面都有,,,。明顯的優(yōu)點(diǎn)故整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性較高線性好漂移小性能達(dá)到國(guó)外80年,,。代同類儀器水平且使用方便價(jià)格較低:,,.關(guān)健飼色差漂移光譜21侶緒Jl‘二口,由于根據(jù)國(guó)際照明委員會(huì)(CIE)推薦的標(biāo)準(zhǔn)和方法研究的現(xiàn)代測(cè)色儀器采用的測(cè)量”一,’,:1條件與方法不同而種類繁多但它們都具有以下共同點(diǎn))光學(xué)檢測(cè)輸出

2、和CIE的標(biāo)準(zhǔn)觀察者十分近似,2)測(cè)量條件能較好地模擬實(shí)際情況;3)數(shù)據(jù)重復(fù)性高;4)用微。型計(jì)算機(jī)控制和處理數(shù)據(jù),,,其中基于分光光度法的測(cè)色儀器測(cè)量色度吧標(biāo)準(zhǔn)確度較高并有許多典型的產(chǎn)品〔.叮二,,光電三刺激值色度(色差)儀準(zhǔn)確度一般較前者低一個(gè)數(shù)量級(jí)但重復(fù)性好能適,、,,、應(yīng)各種測(cè)量條件性能價(jià)格均比較高特別是結(jié)合微型計(jì)算機(jī)技術(shù)后發(fā)展很快是科研。、生產(chǎn)部門(mén)應(yīng)用最廣泛的測(cè)色儀器近斯研制的有模擬多種照明觀察條件數(shù)據(jù)處理功能很強(qiáng)。.、,一x的MINOLTACR系列色彩色差計(jì)TCPZ型測(cè)色色差計(jì)算測(cè)色度坐標(biāo)準(zhǔn)確度△八y《.;、.,b

3、.。,、。01重復(fù)性Ax△y成。0005色差八E全(士02今后測(cè)色儀器將繼續(xù)向小刑化系、。列化智能化方向發(fā)展,為了解決生產(chǎn)中普遍遇到的色及色差測(cè)量(色的相對(duì)測(cè)量和比較測(cè)量)的問(wèn)題我們研。制了TCM型測(cè)色色差儀(單板機(jī)控制和處理數(shù)據(jù)的三刺激值色差儀)木儀器符合現(xiàn)行的~,美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)AsTMD224479與日本工業(yè)規(guī)格JIS經(jīng)性能鑒定達(dá)到80年國(guó)內(nèi)外同類有代表性,,。的儀器ND一1。。IDP的水平而且價(jià)格較低使用十分方便基本原理.,現(xiàn)代色度學(xué)規(guī)定光譜分布為甲(入)的一個(gè)顏色(指光源或反射及透射物體)的三、、刺激值(XYZ)為本文于功e

4、7年9月.。日收到武漢工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào).1989·x·,.X=Kxl印(久)(入)Qd人大··Y=Kyl印(久)y(入)/J‘I(l)z··.Z=K1.(入)Z入)d人(x,,z。式中(入)y(入)(入)為觀察者色度函數(shù),二,Tz二本儀器用透射率為()的濾光器校正CIEA標(biāo)準(zhǔn)光源(其光譜分布為S(入)、,,,z,,.和光電探測(cè)量的響應(yīng)(響應(yīng)為Y丫Y)使其滿足Luther條件即二·、·、··.、聲、了幾.人、,聲、K,T(入)丫(入)S‘(入)=Se(入)x了人、矛聲r(shí),·丫,·r·^之e·K(入)丫(乳)S(入)S(入)y(2)z

5、,·,z·z·^e·K(入)丫(入)S(入)=S(入)C。,、,S(勸為CIEC標(biāo)準(zhǔn)光源設(shè)光電探測(cè)器響應(yīng)是線性和可加的則探測(cè)器的光電流I::I用下式表示,二二,·印·丫、·x·IK5(入)(入)丫(入)d大,甲,··T,·,·I=Kl甲(入)(久)丫(入)d入}(3)I二=Kz護(hù)·。(·二二·丫:·{入)(久)(認(rèn))d久/,,結(jié)合(1)(2)(3)式可得=二·:,=,·,,=:·:XkIYkIZkI(4)4。因此儀器等效測(cè)得C()式表明光電積分電流與三刺激值成正比CIE標(biāo)準(zhǔn)光源下,。的三刺激值是屬于光電積分式三刺激值色差儀表

6、類型儀器簡(jiǎn)介、,。.儀器由光學(xué)系統(tǒng)I數(shù)據(jù)采集單元I控制與處理單元l等組成見(jiàn)圖1一、照明觀察{下矛企1}萬(wàn)刀廠!{萬(wàn)丁二萬(wàn),光學(xué)系統(tǒng)洲鯉型}_巡創(chuàng)蘭少!_巡月竺堅(jiān)XYZ一一一告/-一電源?}{下}畫(huà)三妻噩·備一萬(wàn)1習(xí)一國(guó)一藺麗-!?圖1儀器組成。1光學(xué)系統(tǒng),。、采用。/d光學(xué)條件符合CIE推薦并被一些發(fā)達(dá)國(guó)家采用的規(guī)定光源光電器件之e:。。間較好滿足Luth條件見(jiàn)圖2,,為了提高系統(tǒng)穩(wěn)定性采用穩(wěn)壓穩(wěn)流性能好的光源電源在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采取措施盡量消TCM組測(cè)色色差儀系統(tǒng)的研究/刁.,-.,.,.,.,.,1光源S點(diǎn)。)2聚光透

7、鏡組3積分球4鏡片5祥品.、、,.,..,6,xty,z7光龜池845反射鏡濾光片()圖2光學(xué)系統(tǒng)亡.’。散光和鏡面反射光的影響.2數(shù)據(jù)采集,8使用集成載波穩(wěn)零運(yùn)算放大器構(gòu)成電流一電壓轉(zhuǎn)換電路電路漂移小時(shí)相當(dāng)于輸入小一,.,,,于1?！盇線性優(yōu)于01%可認(rèn)為探測(cè)到的是短路電流且有足夠大的轉(zhuǎn)換系數(shù)電路簡(jiǎn)、,廠.,。。單調(diào)試容易是其他電路難以達(dá)到的見(jiàn)圖3二不廠‘一幾公皿之一~尸}「勿之協(xié)氣主泣j汁J}廠下{匕工星圖3數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)圖4與計(jì)算機(jī)連接方式.3接口電路與單板計(jì)算機(jī)沒(méi)有采用常規(guī)的A/D轉(zhuǎn)換電路而是用電壓頻率轉(zhuǎn)換電路(VFC)

8、完成模擬信號(hào)與計(jì)算機(jī)‘.,。,。,。~1的連接這里它比用A/D電路有明顯的優(yōu)越性例如0KHZ的VFC片較之10,位A/D片理論上相對(duì)精度可提高l一2個(gè)量級(jí)且不需配按高性能參考電源與采樣保持電,。。路也能滿足本機(jī)的采樣速率的要求與計(jì)算機(jī)連按方式見(jiàn)圖4,:1,單板計(jì)算機(jī)控制數(shù)據(jù)采