什么是臺間差?什么是重復(fù)性?臺間差和重復(fù)性是色差儀兩個(gè)重要的性能指標(biāo),其中臺間差描述色差儀的準(zhǔn)確度,而重復(fù)性描述色差儀的精密度,前者是儀器系統(tǒng)誤差的體現(xiàn),后者是儀器隨機(jī)誤差的體現(xiàn)。那么,色差儀臺間差和重復(fù)性什么關(guān)系?本文對色差儀的臺間差和重復(fù)性的含義及二者之間的關(guān)系做了簡要的介紹,感興趣的朋友可以了解一下!
色差儀臺間差:
色差儀臺間差也就是儀器間一致性,又譯作器間差、機(jī)臺差,指的是兩臺或多臺儀器測量同一個(gè)顏色的接近程度,是儀器系統(tǒng)誤差的體現(xiàn)。有6個(gè)因素影響儀器測量的色度參數(shù),分別是:
1.色度參數(shù)所使用的顏色空間;
2.計(jì)算色度參數(shù)所使用的CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體;
3.計(jì)算顏色值所使用的CIE標(biāo)準(zhǔn)觀察者光譜三刺激值;
4.儀器類型,幾何條件,規(guī)格等;
5.樣品的制備方法;
6.樣品在儀器上的放置方法。
其中任何一個(gè)因素的改變,都會改變顏色的測量值。最好的儀器間一致性,是使用同一家生產(chǎn)商的同一款儀器,在以上六個(gè)因素一致的情況下獲得的。否則,不同條件下色度參數(shù)的絕對值相互比較往往是沒有多大意義的。
為了獲得多臺儀器間一致性的精確信息,國外廠商普遍使用第二代BCRA陶瓷色板建立儀器間一致性。第二代BCRA陶瓷色板是英國陶瓷研究協(xié)會的陶瓷標(biāo)準(zhǔn)色板,是國際通用的顏色標(biāo)準(zhǔn),共14塊,其中白板和黑板各1塊,7塊用于光譜響應(yīng)測量的色板,2塊用于色差測量的色板,3塊用于光度標(biāo)尺線性度測量的灰色板。儀器分別測量這12塊BCRA陶瓷色板,計(jì)算每一塊色板測量值與標(biāo)準(zhǔn)值的色差,12塊色板的色差就是儀器間一致性。
日本臺式色差儀CM-3700d,儀器間一致性指標(biāo)為,測量12塊BCRA標(biāo)準(zhǔn)色板,與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)相比,色差ΔE*ab平均值0.08,最大色差0.3。三恩時(shí)便攜式色差儀TS7036,儀器間一致性指標(biāo)為,測量12塊BCRA標(biāo)準(zhǔn)色板,與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)相比,色差ΔE*ab平均值小于0.3。
色差儀重復(fù)性:
色差儀重復(fù)性是指同一試樣在同一實(shí)驗(yàn)室,按相同的測量方法由同一測量儀器上在一定的時(shí)間內(nèi)連續(xù)重復(fù)測量得到的結(jié)果之間一致性的接近程度。重復(fù)性是儀器隨機(jī)誤差的體現(xiàn),主要因素是光源能量波動和探測器及電子學(xué)噪聲所帶來的隨機(jī)誤差。對于直流式光源,光源能量波動可以通過電源穩(wěn)壓等措施降低;對于脈沖式光源,當(dāng)前最好的脈沖氬燈閃光能量波動均方根仍大于1%,而且這個(gè)因素將直接成為影響儀器重復(fù)性的最大來源。但是通過監(jiān)測光源能量并進(jìn)行相關(guān)補(bǔ)償處理,仍然可以有效降低光源能量隨機(jī)波動帶來的隨機(jī)誤差。這時(shí)探測器及電子學(xué)噪聲所帶來的隨機(jī)誤差將是影響儀器重復(fù)性的主要因素,設(shè)計(jì)時(shí)必須盡可能降低這個(gè)因素。
色差儀的重復(fù)性常常這樣評價(jià)。在儀器進(jìn)行白板定標(biāo)后,以若干秒間隔,再連續(xù)測量標(biāo)準(zhǔn)白板N次,統(tǒng)計(jì)這組數(shù)據(jù)的光譜反射率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差和均離色差。此外,有些廠家簡化了說明,連續(xù)測量標(biāo)準(zhǔn)白板N次,將這組數(shù)據(jù)中各次數(shù)據(jù)與平均值求色差,只提最大色差,即色差小于某一量值。
如三恩時(shí)便色差儀TS7708,其重復(fù)性的指標(biāo)為,測量標(biāo)準(zhǔn)白板,光譜反射率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差<0.08%(400~700nm處<0.18%),色差ΔE*ab準(zhǔn)偏差<0.03;日本臺式分光色差儀CM-3700d,測量標(biāo)準(zhǔn)白板,光譜反射率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差<0.05%,色差ΔE*ab準(zhǔn)偏差<0.005,測量標(biāo)準(zhǔn)黑板(光譜反射率因數(shù)1%),380~740nm光譜反射率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差<0.02%,360~370nm光譜反射率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差<0.04%。鑒于其色差準(zhǔn)偏差并無詳細(xì)解釋,這里認(rèn)為是均離色差。
當(dāng)前,臺式色差儀的重復(fù)性色差ΔE*ab最高可達(dá)0.005,便攜式測色儀的重復(fù)性色差ΔE*ab最高可達(dá)0.04,因此,不同儀器之間重復(fù)性的差異,也會造成分光測色儀測量結(jié)果之間存在差異。
色差儀臺間差和重復(fù)性的關(guān)系:
1.色差儀臺間差和重復(fù)性的聯(lián)系
(1)測量環(huán)境需要一致
不論是臺間差還是重復(fù)性,兩者的測量均需要測量環(huán)境溫度、濕度、測量口徑、操作試驗(yàn)人員,操作流程和方法,同一個(gè)樣品保持一致。
(2)都是范圍差值
儀器廠家給出的臺間差是一個(gè)差值范圍,只要在這個(gè)范圍內(nèi),那么多臺儀器測量出的結(jié)果都是認(rèn)可的。而重復(fù)性測量也是一個(gè)差值范圍,在這個(gè)范圍內(nèi)的值,都是有效的。
(3)都是合理的差異
不管是臺間差還是重復(fù)性,同種類型的儀器在測量時(shí)出現(xiàn)不同的結(jié)果,都是正常的。因?yàn)閮x器本身不可能做到一個(gè)絕對的完美化。
2.色差儀臺間差和重復(fù)性的區(qū)別
(1)儀器測量數(shù)量不同
臺間差是兩臺或者兩臺以上的儀器之間的數(shù)據(jù)測量結(jié)果對比,重復(fù)性是一臺儀器多次測量的數(shù)據(jù)對比。
(2)重要程度不同
儀器的重復(fù)性是一個(gè)非常重要的參數(shù),而臺間差僅僅是一個(gè)參考參數(shù)。購買儀器,一定要看測量的重復(fù)性,重復(fù)性值越低越好,而臺間差一般只有不同品牌橫向?qū)Ρ?,才能有一些意思?/p>
(3)對比方向不同
臺間差可以是兩臺至無限臺以上儀器進(jìn)行測量結(jié)果比較,而重復(fù)性是單臺儀器重復(fù)兩次至無限次以上結(jié)果進(jìn)行比較。
色差儀臺間差為什么比重復(fù)性要大?
一般來說,儀器之間測量的臺間差范圍或者參數(shù)會比重復(fù)性大。這是因?yàn)閮x器之間的差異性比單臺儀器多次測量的差異大,也就是說單次重復(fù)性測量其結(jié)果值更為穩(wěn)定,影響值不同的因素較少。而臺間差由于一些元件、原材料、人工的多重性影響,因此多臺儀器的測量穩(wěn)定性要差一些。