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。可利用透鏡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。