色差仪作为精密的光学仪器,评价其性能的指标有很多,其中比较常见就是重复性和示值误差,这两个性能指标也是色差仪检定的重要项目。对于色差仪的性能指标及重复性和示值误差的含义,许多的朋友不是很了解,本文做了简要的介绍。
随着科学技术的发展和生活水平的提高,人们对颜色精准评价的需求也越来越高,数字化颜色越发受到人们的广泛关注。为了获取精准的颜色色度参数,对测色仪器的性能提出了更高的要求。
ASTM E2214-20标准给出评价仪器性能的5类指标:
1.重复性(Repeatability):指仪器重复相同测量的能力;
2.重现性(Reproducibility):指实验中当一个或多个测量条件系统地改变时,测量结果的一致性或接近程度;
3.台间一致性(Inter-Instrument Agreement):简称IIA,指同厂家生产相同型号仪器设备之间的重现性;
4.器间一致性(Inter-Model Agreement):简称IMA,指不同厂家生产的同光学系统不同型号设备之间的重现性);
5.准确度(Accuracy):指一系列读数与可接受值或真实值的一致性。
重复性是测色仪器最重要的一个性能。有人采用单变量和多变量方法评价了仪器的重复性。也有人选用标样色差法、色差均方根法、色差最大值检验法等来评价仪器的重复性。不同品牌测色仪器给出的重复性评价方法略有不同,下面列出了国内外生产的部分主要测色仪的重复性技术参数。
1.深圳三恩时ST70
重复性(ΔE*ab):白色校正板30次读数<0.02
光谱重复性:光谱反射率标准偏差<0.08%
2.杭州远方HC3800
重复性(ΔE*ab):白色校正板30次读数<0.01
光谱重复性:光谱反射率标准偏差<0.1%
3.HunterLab UltraScan PRO
重复性(ΔE*ab):白色校正板20次读数<0.03;牛仔蓝色瓷砖20次读数< 0.07
光谱重复性:在435~695nm之间光谱反射率20次读数差异<0.20
4.X—RiteCi7830
重复性(ΔE*ab):白色校正板≤0.01
5.Datacolor Spectro 1000
重复性(ΔE*ab):白色校正板20次读数≤0.01
重复性是指同一测试样品在固定的实验条件下,由同一测量仪器按照相同的测量方法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。重复性是衡量测量系统精密度的指标之一,而影响精密度的主要因素是随机误差,对于织物在线色差测量系统而言,主要有光源功率变化、颜色传感器内部电路随机噪声、系统组合装配的不稳定性等影响因素,因此重复性指标对测色系统性能评价至关重要。其检定过程为在仪器开机15分钟工作稳定后,连续测量参考白板8次,且在此过程中标准参考白板和仪器的相对位置保持固定不变,最后对测量结果的颜色三刺激值,色品坐标和色差等参数进行重复性评价。
对于重复性指标s的计算方法主要如下式所示:
式中,ui为代表了重复性指标各项数据的第i次测量值,u为各项数据的测量平均值,n为测量的次数。
示值误差指的是测量值与标准值的差值,也可称为准确度,在测色仪器中可理解为测试结果与标准仪器测量结果相符合的程度。影响系统准确度的因素主要是系统误差,系统误差的大小与方向在测量过程中保持不变,或者按一定规律变化,在织物色差在线测量系统中,系统误差来源于测量几何条件、测量距离、测量环境、杂散光以及颜色传感器本身测量精度等因素的影响,任何一个因素的改变,都会影响颜色测量的结果。示值误差检定指标要求如下表所示。
在色差计检定规程中,规定示值误差的检定过程为使用测色仪器分别对白、红、绿、蓝、黄5种颜色的色卡进行测量,取其三刺激值的Y值以及色品坐标进行示值误差的计算,每种颜色的色卡需要在标准测量条件下重复测量三次并取其平均值,示值误差计算方法如下式所示:
式中,Y、x、y为颜色数据的测量平均值,Y0、x0、y0为颜色数据的标准参考值。
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