您的位置：
分光測色儀是以光度色度學(xué)理論為基礎(chǔ)，對(duì)光源的色度參數(shù)進(jìn)行光譜光度測量的儀器，其最基本的用途是測量光源在可見光范圍內(nèi)的光譜輻射功率分布。它主要有輸入光路部件（如測光積分球、導(dǎo)光纖維、透鏡等）、單色儀及波長掃描驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、輸出光路部件、探測器及供電電源、輸出信號(hào)處理讀數(shù)儀表等部分組成。
圖1為典型的分光測色儀結(jié)果示意圖，測光積分球內(nèi)光源發(fā)出的光線，經(jīng)一光學(xué)系統(tǒng)（如光纖或鏡頭等）輸出后，被匯聚在單色儀的入射狹縫上，徑單色儀分光后的單色光由單色儀出射狹縫上，并由光電探測器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再經(jīng)電路放大處理和A/D轉(zhuǎn)換將數(shù)字信號(hào)送入數(shù)字處理系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)發(fā)出波長控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)光柵掃描，實(shí)現(xiàn)從380nm到780nm的光譜測量。最終得到一系列波長的光譜信號(hào)，再經(jīng)過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)計(jì)算，得到各種光度和色度參數(shù)。對(duì)分光測色儀的測試需要從光譜、光度、色度、雜散光等多方面考察，鑒于篇幅問題，文本將主要研究分光測色儀的光譜及色度特性的測試及色度不確定度評(píng)定，其它各項(xiàng)指標(biāo)可參考文本中的方法進(jìn)行評(píng)估。
圖1 典型的分光測色儀結(jié)果示意圖
圖2 測試原理示意圖
標(biāo)定原理及方法
標(biāo)定時(shí)，將分光測色儀作為一個(gè)整體系統(tǒng)來考慮。假設(shè)在系統(tǒng)額入口平面上的光譜輻射照度為E（λ），單色儀入射狹縫的寬度b1，有效高度為h，整個(gè)系統(tǒng)總的有效光譜透射比為?（λ），探測器的光譜輻通量響應(yīng)度為??（λ），儀器的設(shè)定波長為λ’,則系統(tǒng)的輸出信號(hào)S（λ’）為：
其中，z（λ’-λ）為單色儀的狹縫-散射函數(shù)。
對(duì)于分光測色儀，其系統(tǒng)參數(shù)是固定的，如輸入光路的布局、探測器系統(tǒng)、單色儀狹縫的有效高度、前后狹縫的寬度等。因此，定義：
為儀器系統(tǒng)的光譜輻射度照度響應(yīng)度，簡稱儀器函數(shù)。
則：
由此可知，輸出信號(hào)是輸入信號(hào)和系統(tǒng)光譜響應(yīng)度因子之乘積與狹縫-散射函數(shù)的卷積。當(dāng)用替代法測量待測光源的光譜輻亮度時(shí)，由于儀器函數(shù)對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)源和被測源都是相同的，那么在色度學(xué)中，我們將這種反映光譜功率隨波長的變化關(guān)系的輸出信號(hào)稱為光源的相對(duì)光譜功率分布。光源的色坐標(biāo)、相關(guān)色溫等色度學(xué)參數(shù)均可由光源的相對(duì)光譜功率分布計(jì)算出來。
測試原理如圖2所示，先在測光積分球內(nèi)或在儀器入射光路前（入射光路中無雜散光）點(diǎn)燃一只已知光譜分布的標(biāo)準(zhǔn)光源，預(yù)熱5分鐘后儀器進(jìn)行標(biāo)定。具體標(biāo)定方法如下：
波長確定度
以低壓汞燈為標(biāo)準(zhǔn)光源，用以調(diào)校好的儀器對(duì)其波長進(jìn)行測量，分別測得汞燈的三個(gè)發(fā)射峰值波長，重復(fù)測量三次，按下式將各個(gè)波長的測量平均值與其標(biāo)準(zhǔn)值做比較，其最大波長誤差即波長準(zhǔn)確度：
式中：?λi為各波長測量平均值，nm；λ0為相應(yīng)波長的標(biāo)準(zhǔn)值，nm。
波長重復(fù)性
方法同上，按下式計(jì)算波長重復(fù)性：
式中：λi為各波長測量值，nm；?λi為各波長測量平均值，nm；n為測量次數(shù)，取8。
a.標(biāo)準(zhǔn)光源條件下的色度準(zhǔn)確度
保持儀器的光譜定標(biāo)狀態(tài)不變，點(diǎn)燃另一只已知光譜功率分布標(biāo)準(zhǔn)光源，并且保持標(biāo)準(zhǔn)光源狀態(tài)不變，預(yù)熱5分鐘后對(duì)標(biāo)準(zhǔn)光源連續(xù)測量3次，測得3組色度值ui（i=1,2,3）。色度準(zhǔn)確度按下式進(jìn)行計(jì)算。
式中：?ui為色品坐標(biāo)（x，y）第i次測量的平均值；u0為已知標(biāo)準(zhǔn)光源的色品坐標(biāo)值。
b.標(biāo)準(zhǔn)光源與透射式標(biāo)準(zhǔn)色板組合條件下的色度標(biāo)準(zhǔn)度
保持儀器的光譜定標(biāo)狀態(tài)和標(biāo)準(zhǔn)光源正常燃點(diǎn)工作狀態(tài)不變，在入射光路中插入透射式標(biāo)準(zhǔn)色板，測量各透射式標(biāo)準(zhǔn)色板對(duì)應(yīng)的x，y值，將各測量結(jié)果與其標(biāo)準(zhǔn)值做比較，取其中最大誤差為標(biāo)準(zhǔn)光源與透射式標(biāo)準(zhǔn)色板組合條件下的色度標(biāo)準(zhǔn)度。
色度重復(fù)性
方法同上，按下式計(jì)算色度重復(fù)性：
式中：ui為色品坐標(biāo)（x，y）第i次測量值；?ui為色品坐標(biāo)（x，y）第i次測量的平均值；測量次數(shù)n=8。
分光測色儀在標(biāo)準(zhǔn)光源與透射式標(biāo)準(zhǔn)色板組合條件下，其色度準(zhǔn)確度測量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為U（x，y）=0.03，k=1。該評(píng)定方法適用于省級(jí)或由中國計(jì)量科學(xué)研究院傳遞的工作標(biāo)注級(jí)分光測色儀的不確定分析。
