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。在對測色色差計進行檢定時，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，試驗表明，0/45，8/d的儀器可當(dāng)作0/d來進行檢定，45/0，d/8的儀器可當(dāng)作d/0來進行檢定，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)漫反射積分計算，以避免沒有經(jīng)過漫反射積分的光線直接到達探測器。
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，可使出射光能量比入射光低幾個數(shù)量級，將強激光衰減，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或別的儀器測出；其次經(jīng)過大量試驗確定濾色片的型號，根據(jù)測得透過率特性和色匹配函數(shù)的曲線，通過做大量的試驗大體上確定濾色片的型號；最后用計算機強大數(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。因為不同批次的同厚度同型號的濾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。