色差儀的標(biāo)準(zhǔn)白板類型包括傳遞標(biāo)準(zhǔn)白板和工作標(biāo)準(zhǔn)白板。
1. 傳遞標(biāo)準(zhǔn)白板是用于顏色測量中傳遞光譜反射比量值的計(jì)量器具,也可以作為直接定標(biāo)測色儀器的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。這類白板要求具備良好的漫反射性能,光譜反射比高(盡可能接近完全反射漫射體),并且光譜選擇性小。通常采用高純度硫酸鋇、氧化鎂或海倫等粉末壓制的漫射白板。
2. 工作標(biāo)準(zhǔn)白板是用于校準(zhǔn)和校驗(yàn)色差儀的白板,以確保其準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。它通常具備一定的光譜反射特性,可以提供準(zhǔn)確的參考值,幫助操作人員進(jìn)行儀器的調(diào)整和校準(zhǔn)。
測色儀器的專用附件是色差儀標(biāo)準(zhǔn)白板。該白板的光譜反射比由傳遞白板標(biāo)定,作為日常校正測色儀器使用。它要求具有穩(wěn)定的量值和耐用性,同時(shí)具備出色的漫反射性能和較高的光譜反射比。此外,它還應(yīng)具有良好的光譜選擇性和便于清潔的特點(diǎn)。通常采用陶瓷、乳白玻璃、搪瓷等材料制成。在整個(gè)使用期間,測色標(biāo)準(zhǔn)白板應(yīng)保持其反射比量值穩(wěn)定不變,否則需要進(jìn)行重新檢定。
色差儀標(biāo)準(zhǔn)白板的技術(shù)要求如下:
1. 標(biāo)準(zhǔn)白板的材料應(yīng)具備高反射比;
2. 在可見光譜區(qū)內(nèi),其光譜反射比曲線應(yīng)平坦,即具備良好的光譜中性;
3. 具有穩(wěn)定的反射性能和良好的機(jī)械強(qiáng)度,以便于使用和運(yùn)輸;
4. 標(biāo)準(zhǔn)白板的材料應(yīng)無熒光、無吸濕性、無熱色和光色效應(yīng);
5. 表面應(yīng)易于清潔,以延長使用壽命。
制造標(biāo)準(zhǔn)白板的材料通常包括陶瓷片、搪瓷板、乳白玻璃片、高純度硫酸鋇以及氧化鎂或聚四氟乙烯粉末的壓制品。表面狀態(tài)可分為有光澤和無光澤兩種,無光澤的俗稱毛面,其優(yōu)點(diǎn)是反射光的空間分布接近完全漫反射體。而有光澤的表面則是具有一定鏡反射成分的光滑表面,其優(yōu)點(diǎn)是輕度污染后容易清洗復(fù)原。
標(biāo)準(zhǔn)白板通常制成一定大小和厚度的方片或圓片。每一塊標(biāo)準(zhǔn)白板都應(yīng)定期送到計(jì)量檢定部門進(jìn)行檢定,以檢定有效期內(nèi)的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。
色差儀標(biāo)準(zhǔn)白板在色度計(jì)量中的作用是:
測色分光光度計(jì)是利用樣品反射或透射的光能量與在相同條件下標(biāo)準(zhǔn)反射或透射的光能量進(jìn)行比較,以獲得樣品的光譜反射因數(shù)R或光譜透射比τ。其透射標(biāo)準(zhǔn)采用空氣,反射標(biāo)準(zhǔn)則是一個(gè)完全反射的漫射體,也被稱為朗伯表面。然而,實(shí)際上并不存在這種理想概念的實(shí)物標(biāo)準(zhǔn),但我們可以通過物理技術(shù)來校準(zhǔn)實(shí)物。我國色度的基準(zhǔn)使用雙球法對色度基準(zhǔn)白板進(jìn)行絕對測量,然后通過光譜光度法將反射比量值傳遞到副基準(zhǔn)和工作基板組上,最終通過傳遞標(biāo)準(zhǔn)白板向各省(市)計(jì)量部門或使用單位傳遞色度量值。樣品的光譜反射因數(shù)R(λ)可以由以下公式計(jì)算:
其中,R0(λ)表示標(biāo)準(zhǔn)白板的光譜反射比;r0(λ)表示標(biāo)準(zhǔn)白板對應(yīng)的光譜響應(yīng)量值;r(λ)表示樣品對應(yīng)的光譜響應(yīng)量值;k0為校正系數(shù)。
在工作標(biāo)準(zhǔn)白板的要求中,除了要具備高反射比、中性、不透光、表面平整均勻和良好的漫射性之外,還必須具備以下條件:(1)光學(xué)穩(wěn)定性好,長期使用量值不變;(2)具有耐磨、抗震特性,不易在日常使用中損壞工作表面;(3)易于清潔。常用的滿足這些技術(shù)要求的工作標(biāo)準(zhǔn)白板材料有釉面陶瓷白板、拋光乳白玻璃和搪瓷白板等。
參比標(biāo)準(zhǔn)白板用于固定在雙光路測色儀的參比光束窗口處,雖然不需要知道其反射比的具體數(shù)值,但需要具備高反射比、良好的漫射性和較小的光譜選擇性等特點(diǎn)。它主要用于儀器校準(zhǔn)基線以及消除光源和探測器靈敏度不穩(wěn)定或光路不對稱等因素帶來的系統(tǒng)誤差。通過壓制成的BaSO4、HaLon和Mgo等材料制作的漫射白板可以滿足參比標(biāo)準(zhǔn)白板的技術(shù)要求。
至于色差儀標(biāo)準(zhǔn)白板的校正值范圍是否合格,請?zhí)峁┚唧w數(shù)值以便進(jìn)行判斷。
色度學(xué)規(guī)定采用完全反射漫射體作為色度測量的反射比標(biāo)準(zhǔn)。完全反射漫射體是一種理想均勻漫射體,其在整個(gè)可見光范圍內(nèi)的光譜反射比均為1,亮度分布與方向無關(guān)。實(shí)際上,高純度硫酸鋇、氧化鎂和海倫(Halon)等粉末壓制白板的反射比值非常高,接近于完全反射漫射體。這些白板的絕對光譜反射比值大多數(shù)是通過測光積分球原理進(jìn)行物理測量測定的,然后將它們的反射比量值傳遞到其他測色標(biāo)準(zhǔn)白板上。
中國計(jì)量科學(xué)研究院采用輔助積分球(雙球)法建立了色度標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)的總反射比誤差為ΔY=±0.5%;色度誤差Δx=Δy=±0.0005-0.005%。
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