色差儀是模擬人眼的視覺系統(tǒng)而研制的光電測色儀器，其主要由照明系統(tǒng)、探測系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成，其中探測系統(tǒng)是由積分球、擋板、濾色片和光電池組成的。這些部件的設(shè)計(jì)合理與否，會對儀器的測量精度產(chǎn)生影響。本文對色差儀探測系統(tǒng)的類型及其對顏色測量精度的影響做了介紹，對此感興趣的朋友可以了解一下！
色差儀探測系統(tǒng)的類型：
測色色差計(jì)的探測系統(tǒng)主要有以下4種：45°/垂直（用45/0表示）、垂直/45°（用0/45表示）、漫射/垂直（用d/0表示）、垂直/漫射（用0/d表示），少數(shù)儀器會出現(xiàn)漫射/8°（用d/8表示）、8°/漫射（用8/d表示）。以0/d為例，這表示樣品被一束光照明，該光束的軸線與樣品法線間的夾角不超過10°，用積分球收集反射通量，照明光束的軸線和任一光線間夾角不超過5°，當(dāng)積分球開孔部分的總面積不超過球內(nèi)反射整球面積的10%時，其直徑可以是任意的。在對測色色差計(jì)進(jìn)行檢定時，必須明確儀器的探測系統(tǒng)是哪一種類型，以對應(yīng)不同的標(biāo)準(zhǔn)色板值，但由于不同測量條件下，標(biāo)準(zhǔn)色板的值均不同，試驗(yàn)表明，0/45，8/d的儀器可當(dāng)作0/d來進(jìn)行檢定，45/0，d/8的儀器可當(dāng)作d/0來進(jìn)行檢定，以此來簡化所對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)色板的校準(zhǔn)值，且能保證檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性。
測色色差計(jì)的探測系統(tǒng)還包括鏡面反射的影響，有些儀器可選擇在檢定時是否包含鏡面反射，而有些儀器則只有鏡面反射，且兩者在檢定過程中數(shù)值相差較大，因此，必須結(jié)合儀器說明書，確定儀器是否包含鏡面反射，再結(jié)合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)色板值，進(jìn)行檢定和判斷。
色差儀探測系統(tǒng)對顏色測量精度的影響：
色差儀的探測系統(tǒng)是由積分球、擋板、濾色片和光電池組成的。光照射在被測物體上，然后反射到下半積分球內(nèi)，經(jīng)隔板漫反射進(jìn)入上半積分球，最后經(jīng)濾色片選擇性吸收后被光電池吸收轉(zhuǎn)變成電信號。在探測系統(tǒng)中影響顏色測量精度的因素有：
1.隔板
在積分球上半球和下半球之間安裝一個與積分球相同材質(zhì)的隔板，使光線形成漫反射，在積分球內(nèi)漫反射積分計(jì)算，以避免沒有經(jīng)過漫反射積分的光線直接到達(dá)探測器。
2.積分球
積分球是一個中空的球腔，球腔上開有入孔和出孔，腔壁一般為具有漫反射性質(zhì)的涂層。當(dāng)積分球用于激光功率與能量測量時，被測激光束從入孔射入，經(jīng)過腔壁復(fù)雜的漫反射后，一部分光被腔壁吸收，其余從入孔和出孔射出。通過特殊的設(shè)計(jì)，可使出射光能量比入射光低幾個數(shù)量級，將強(qiáng)激光衰減，用弱光探測器測量取樣出孔處的光功率、波形和能量，換算后即可得到原入射光束的相應(yīng)參數(shù)。在0/d條件下當(dāng)量光譜反射比（經(jīng)過多次反射的綜合作用結(jié)果）ρs（λ）的計(jì)算公式如下：
ρ（λ）為積分球內(nèi)壁材料的光譜反射比；D為積分球內(nèi)腔直徑；f為積分球開口面積和總面積之比；s為樣品被照射面積。
從上面的公式可以分析出，光譜反射比經(jīng)過積分球后損失較大，這就大大減小了儀器的信噪比。傳統(tǒng)的內(nèi)壁材料一般是BaSO4噴涂，它容易老化和脫落，所以經(jīng)過一段時間，儀器的精度會有很大變化。
3.濾色片
當(dāng)選定照明光源和光電池的型號后，濾色片的透過特性決定了儀器滿足盧瑟條件的程度，也決定儀器的精度。濾色片的匹配原理是當(dāng)濾色片疊加時，總透過率是各片透過率的乘積，某一型號的濾色片的透過率是其厚度的指數(shù)函數(shù)。在匹配濾色片的時，首先要確定其透過特性，可以通過分光光度計(jì)或別的儀器測出；其次經(jīng)過大量試驗(yàn)確定濾色片的型號，根據(jù)測得透過率特性和色匹配函數(shù)的曲線，通過做大量的試驗(yàn)大體上確定濾色片的型號；最后用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理功能優(yōu)化濾色片的厚度和種類，從而擬合出所需的曲線。
在配制濾色片時，應(yīng)該同一批的濾色片厚度相同，不同批的應(yīng)該重新配制厚度。因?yàn)椴煌蔚耐穸韧吞柕臑V色片由于加工條件和其它因素的影響，其透射率不是完全一樣的。
色差儀積分球的作用：
積分球是一個中空的金屬球，其內(nèi)表面涂有中等灰色的高反射漫射物質(zhì)，如硫酸鋇或聚四氟乙烯。進(jìn)入這個球體的光線經(jīng)過多次反射后都只能從測量孔或光源孔射出積分球。一束光從任意的不通過球心的角度照進(jìn)積分球，經(jīng)過球壁的多次反射后會從各個角度照射到樣板，最終通過測量孔或光源射出積分球。測量孔是在與法線夾角成8°的位置，由一組光電管構(gòu)成的探測器。例如三恩時公司的TS7020、TS7030、TS7036等色差儀就是這種結(jié)構(gòu)的色差儀。
CIE沒有明確規(guī)定積分球的開孔尺寸，只要求所有開孔面積不超過內(nèi)表面積的10%，因此不同廠家的產(chǎn)品的開孔位置、尺寸及光源入射角度會有區(qū)別。與觀測孔關(guān)于法線對稱的地方有一個光阱，關(guān)閉光阱時鏡面反射成分包含在內(nèi)，簡寫作d/8：i（d表示漫反射照明，8是8度角接收，i指包括鏡面反射），也可簡寫作SPIN。當(dāng)光阱打開時去除了鏡面反射，此條件簡寫作d/8：e，e指去除鏡面反射。這種儀器不僅能測量不透明樣品的顏色，還可以測量透明樣品的顏色。