色差仪台间差和重复性怎么理解?它们之间什么关系?

  DOHO标准光源箱     |      2023-04-13

什么是台间差?什么是重复性?台间差和重复性是色差仪两个重要的性能指标,其中台间差描述色差仪的准确度,而重复性描述色差仪的精密度,前者是仪器系统误差的体现,后者是仪器随机误差的体现。那么,色差仪台间差和重复性什么关系?本文对色差仪的台间差和重复性的含义及二者之间的关系做了简要的介绍,感兴趣的朋友可以了解一下!

三恩时色差仪

色差仪台间差:

色差仪台间差也就是仪器间一致性,又译作器间差、机台差,指的是两台或多台仪器测量同一个颜色的接近程度,是仪器系统误差的体现。有6个因素影响仪器测量的色度参数,分别是:

1.色度参数所使用的颜色空间;

2.计算色度参数所使用的CIE标准照明体;

3.计算颜色值所使用的CIE标准观察者光谱三刺激值;

4.仪器类型,几何条件,规格等;

5.样品的制备方法;

6.样品在仪器上的放置方法。

其中任何一个因素的改变,都会改变颜色的测量值。最好的仪器间一致性,是使用同一家生产商的同一款仪器,在以上六个因素一致的情况下获得的。否则,不同条件下色度参数的绝对值相互比较往往是没有多大意义的。

为了获得多台仪器间一致性的精确信息,国外厂商普遍使用第二代BCRA陶瓷色板建立仪器间一致性。第二代BCRA陶瓷色板是英国陶瓷研究协会的陶瓷标准色板,是国际通用的颜色标准,共14块,其中白板和黑板各1块,7块用于光谱响应测量的色板,2块用于色差测量的色板,3块用于光度标尺线性度测量的灰色板。仪器分别测量这12块BCRA陶瓷色板,计算每一块色板测量值与标准值的色差,12块色板的色差就是仪器间一致性。

日本台式色差仪CM-3700d,仪器间一致性指标为,测量12块BCRA标准色板,与标准数据相比,色差ΔE*ab平均值0.08,最大色差0.3。三恩时便携式色差仪TS7036,仪器间一致性指标为,测量12块BCRA标准色板,与标准数据相比,色差ΔE*ab平均值小于0.3。


色差仪重复性:

色差仪重复性是指同一试样在同一实验室,按相同的测量方法由同一测量仪器上在一定的时间内连续重复测量得到的结果之间一致性的接近程度。重复性是仪器随机误差的体现,主要因素是光源能量波动和探测器及电子学噪声所带来的随机误差。对于直流式光源,光源能量波动可以通过电源稳压等措施降低;对于脉冲式光源,当前最好的脉冲氩灯闪光能量波动均方根仍大于1%,而且这个因素将直接成为影响仪器重复性的最大来源。但是通过监测光源能量并进行相关补偿处理,仍然可以有效降低光源能量随机波动带来的随机误差。这时探测器及电子学噪声所带来的随机误差将是影响仪器重复性的主要因素,设计时必须尽可能降低这个因素。

色差仪的重复性常常这样评价。在仪器进行白板定标后,以若干秒间隔,再连续测量标准白板N次,统计这组数据的光谱反射率因数标准差和均离色差。此外,有些厂家简化了说明,连续测量标准白板N次,将这组数据中各次数据与平均值求色差,只提最大色差,即色差小于某一量值。

如三恩时便色差仪TS7708,其重复性的指标为,测量标准白板,光谱反射率因数标准偏差<0.08%(400~700nm处<0.18%),色差ΔE*ab准偏差<0.03;日本台式分光色差仪CM-3700d,测量标准白板,光谱反射率因数标准偏差<0.05%,色差ΔE*ab准偏差<0.005,测量标准黑板(光谱反射率因数1%),380~740nm光谱反射率因数标准偏差<0.02%,360~370nm光谱反射率因数标准偏差<0.04%。鉴于其色差准偏差并无详细解释,这里认为是均离色差。

当前,台式色差仪的重复性色差ΔE*ab最高可达0.005,便携式测色仪的重复性色差ΔE*ab最高可达0.04,因此,不同仪器之间重复性的差异,也会造成分光测色仪测量结果之间存在差异。


色差仪台间差和重复性的关系:

1.色差仪台间差和重复性的联系

(1)测量环境需要一致

不论是台间差还是重复性,两者的测量均需要测量环境温度、湿度、测量口径、操作试验人员,操作流程和方法,同一个样品保持一致。

(2)都是范围差值

仪器厂家给出的台间差是一个差值范围,只要在这个范围内,那么多台仪器测量出的结果都是认可的。而重复性测量也是一个差值范围,在这个范围内的值,都是有效的。

(3)都是合理的差异

不管是台间差还是重复性,同种类型的仪器在测量时出现不同的结果,都是正常的。因为仪器本身不可能做到一个绝对的完美化。

2.色差仪台间差和重复性的区别

(1)仪器测量数量不同

台间差是两台或者两台以上的仪器之间的数据测量结果对比,重复性是一台仪器多次测量的数据对比。

(2)重要程度不同

仪器的重复性是一个非常重要的参数,而台间差仅仅是一个参考参数。购买仪器,一定要看测量的重复性,重复性值越低越好,而台间差一般只有不同品牌横向对比,才能有一些意思。

(3)对比方向不同

台间差可以是两台至无限台以上仪器进行测量结果比较,而重复性是单台仪器重复两次至无限次以上结果进行比较。


色差仪台间差为什么比重复性要大?

一般来说,仪器之间测量的台间差范围或者参数会比重复性大。这是因为仪器之间的差异性比单台仪器多次测量的差异大,也就是说单次重复性测量其结果值更为稳定,影响值不同的因素较少。而台间差由于一些元件、原材料、人工的多重性影响,因此多台仪器的测量稳定性要差一些。