市面上用于顏色測(cè)量的儀器的類型有很多，其中比較常見的就有色差儀和分光測(cè)色儀，其中分光測(cè)色儀是比較精密的顏色測(cè)量?jī)x器。對(duì)分光測(cè)色儀進(jìn)行了解，有助于我們更好的使用儀器進(jìn)行測(cè)色工作。本文對(duì)分光測(cè)色儀的組成及工作原理做了介紹。

分光測(cè)色儀的結(jié)構(gòu)組成：

分光測(cè)色儀主要由：光源和照明系統(tǒng)、準(zhǔn)直系統(tǒng)、色散系統(tǒng)、成像系統(tǒng)、接收系統(tǒng)等幾個(gè)部分組成。

1.光源和照明系統(tǒng)

分光測(cè)色儀器中光源的光譜分布不是關(guān)鍵因素，但光源必須在儀器的整個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)發(fā)出連續(xù)的光譜輻射，并且有足夠的強(qiáng)度，使每一波長(zhǎng)上都具有足夠能量，那么在探測(cè)器上就有滿意的信噪比?？衫猛哥R或反射鏡將光源成像在單色器的入射縫上以提高狹縫的照度，照在入射縫上的光應(yīng)盡可能均勻。

2.準(zhǔn)直系統(tǒng)

準(zhǔn)直系統(tǒng)由入射狹縫和準(zhǔn)直物鏡組成。對(duì)于儀器內(nèi)部的系統(tǒng)而言，入射狹縫成為替代的、實(shí)際的光源，限制著進(jìn)入儀器的光束。入射狹縫位于準(zhǔn)直物鏡的焦平面上。這樣，由它發(fā)出的光束經(jīng)準(zhǔn)直物鏡后成為平行光束投向色散系統(tǒng)，造成夫瑯和費(fèi)（Fraunhofer）的衍射條件。

3.色散系統(tǒng)

色散系統(tǒng)的作用是將入射的復(fù)合光分解為光譜。分光測(cè)色儀中色散系統(tǒng)的功能由單色器完成，單色器的功能是輸出不同波長(zhǎng)單色光的裝置。單色器是分光測(cè)色儀器中最主要的部分。根據(jù)單色器中色散元件的不同大致可以分為：棱鏡或光柵分光的單色器、濾光片分光的單色器、可調(diào)諧激光器單色器三類。

4.成像系統(tǒng)

成像系統(tǒng)的作用是將空間色散開的各波長(zhǎng)的光束匯聚在成像物鏡的焦平面上，形成按波長(zhǎng)依次排列的狹縫的單色像。

5.接收系統(tǒng)

接收系統(tǒng)的作用是將成像系統(tǒng)焦平面上的光譜能量接收，并檢測(cè)光譜的強(qiáng)度、波長(zhǎng)位置。探測(cè)器是接收系統(tǒng)的主要部分。根據(jù)所使用的光探測(cè)器的不同，分為目視分光光度測(cè)色儀（以眼睛作為探測(cè)器）和自動(dòng)分光光度測(cè)色儀（應(yīng)用光電探測(cè)器），在顏色科學(xué)研究和工業(yè)測(cè)量中應(yīng)用廣泛的是后者。自動(dòng)分光光度測(cè)色儀包括掃描式分光光度測(cè)色儀和快速分光光度測(cè)色儀。

6.數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)是測(cè)色儀器的重要部分，通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)采集和處理，減輕疲勞程度，增強(qiáng)儀器的實(shí)時(shí)性；提高儀器的自動(dòng)化程度，甚至使整個(gè)儀器的操作、測(cè)量、分析完全按程序自動(dòng)地進(jìn)行，并用數(shù)字或圖表形式顯示結(jié)果；可以對(duì)影響儀器精度的某些誤差進(jìn)行自動(dòng)修正，提高儀器精度；利用計(jì)算機(jī)高速運(yùn)算和存儲(chǔ)功能，提高儀器的分析、測(cè)量速度。

分光測(cè)色儀的工作原理：

分光光度測(cè)色儀器的原理，是用多棱鏡或光柵將多色光分離成單色光，通過光敏組件取得樣品反射率或透過率。其具體測(cè)色的方法，是在設(shè)計(jì)的整個(gè)可見光光譜范圍內(nèi)，在相同條件下，通過計(jì)算待測(cè)樣品反射或透射的光能量強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)白色板的反射或透射的光能量強(qiáng)度的比值，從而獲得待測(cè)樣品在各種標(biāo)準(zhǔn)光源或標(biāo)準(zhǔn)照明體下各波長(zhǎng)段的光譜反射率或透射率。獲得光譜反射率或透射率后，再利用國(guó)際照明委員會(huì)所提供的標(biāo)準(zhǔn)公式進(jìn)行計(jì)算，最終獲得待測(cè)樣品的三刺激值X、Y、Z。由獲取的三刺激值X、Y、Z，可根據(jù)CIE1931-XYZ色度系統(tǒng)或CIE1976 Lab均勻色空間等公式計(jì)算待測(cè)樣品的色品坐標(biāo)x、y或L*、a*、b*等色度參數(shù)。由于該儀器具有操作簡(jiǎn)便、測(cè)色精確度和準(zhǔn)確度較高，因此被廣泛用于顏色的配色及色彩分析中。

分光測(cè)色儀的測(cè)色過程：

分光測(cè)色儀利用分光光柵對(duì)捕獲的光信號(hào)進(jìn)行光譜分離，分離的光譜信號(hào)投射到線性的光電二極管陣列上，經(jīng)光電二極管轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)的光譜電信號(hào)，電信號(hào)經(jīng)數(shù)字化及相關(guān)數(shù)據(jù)處理后，可求得光信號(hào)的顏色值。

分光光度測(cè)色儀的測(cè)色過程為：接受測(cè)色指令，啟動(dòng)脈沖控制電路，產(chǎn)生光電檢測(cè)所需的時(shí)鐘脈沖和觸發(fā)脈沖，控制照明氙燈閃光。脈沖氙燈發(fā)出的光經(jīng)積分球漫反射后照射在樣品上，樣品的反射光（我們稱之為樣品光）經(jīng)凹面光柵色散（光譜分離）后投射到光電檢測(cè)部件上，光電變換后產(chǎn)生樣品光光譜的光電信號(hào)，經(jīng)A/D變換后生成數(shù)字化的光譜數(shù)據(jù)，經(jīng)相關(guān)數(shù)據(jù)處理和解算后得到樣品的反射率、顏色三刺激值及色坐標(biāo)等顏色信息。