重复性和台间差是评价分光测色仪性能的两个重要的指标,其中重复性是指仪器重复相同测量的能力,而台间差指两台或多台仪器测量同一个颜色的接近程度。那么,分光测色仪的重复性和台间差一般是多少?本文对分光测色仪重复性和台间差含义及范围作了介绍。

色差仪的重复性是指在相同的测量条件下,对同一被测样品的颜色进行多次重复测量时,测量结果之间的接近程度或一致性。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。
对于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。如三恩时便携式分光测色仪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。不同仪器之间重复性测差异,也会造成色差仪测量结果之间存在差异。
在评价分光测色仪的重复性时,ΔE*ab值越小表明重复性越好。通常情况下,高精度色差仪重复性ΔEab值一般应≤0.1,这类仪器常用于对颜色精度要求极高的领域;而一些经济型分光测色仪,重复性ΔEab值可接受范围一般在0.1~0.3之间,能满足多数常规生产场景的颜色质量管控需求。
需要注意的是,实际应用中还需结合具体行业标准和测量对象综合判断,若测量对象颜色较深或表面特性复杂,可允许重复性ΔE*ab值略有放宽,但总体仍以趋近于更低值为优,以确保测量结果的稳定性和可靠性。
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。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。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。
在衡量分光测色仪的台间差时,ΔE*ab值越小,表明不同仪器间的测量一致性越优,具体标准需结合应用场景区分。对于一些颜色测量精度高的行业来说,分光测色仪台间差ΔEab值通常要求≤0.3,以确保跨仪器颜色数据高度吻合;而在对于一些颜色测量要求不高的常规行业,台间差ΔEab值一般可接受≤0.5~0.8。实际使用中,需通过定期校准、统一标准品比对等方式控制台间差,确保多仪器在跨区域生产、供应链协同或实验室数据互通时颜色判定一致,避免因仪器差异导致质量误判或生产损耗。
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