什么是色差儀的臺(tái)間差？什么是色差儀的重復(fù)性？色差儀的臺(tái)間差也叫器間差，是兩臺(tái)或多臺(tái)儀器測(cè)量同一個(gè)顏色的接近程度，是儀器系統(tǒng)誤差的體現(xiàn)；色差儀的重復(fù)性是儀器隨機(jī)誤差的體現(xiàn)，是同一儀器在相同位置及相同環(huán)境下多次測(cè)量后得出的數(shù)值之前的差值平均值。本文對(duì)色差儀臺(tái)間差和重復(fù)性的概念及其對(duì)測(cè)色的影響做了具體的分析。

什么是色差儀的臺(tái)間差和重復(fù)性？

1.色差儀臺(tái)間差

色差儀的臺(tái)間差，又稱(chēng)器間差，指的是兩臺(tái)或多臺(tái)儀器測(cè)量同一個(gè)顏色的接近程度，是儀器系統(tǒng)誤差的體現(xiàn)。作為儀器性能表現(xiàn)的重要參數(shù)之一，我們通常會(huì)介紹到的“器間差”，也就是IIA（Inter-Instrument-Agreement）。有時(shí)，也會(huì)講到“臺(tái)間差”，即IMA（Inter-Model-Agreement），這個(gè)參數(shù)一般不會(huì)在儀器的規(guī)格表中體現(xiàn)出來(lái)。但這兩者經(jīng)常會(huì)被誤認(rèn)為是一樣的概念，其實(shí)不然。

同款型號(hào)的量產(chǎn)機(jī)型，由于不可避免的差異，比如積分球、光路等因素，造成在測(cè)量絕對(duì)值上存在細(xì)微差異的情況，器間差（簡(jiǎn)稱(chēng)IIA），通常用于表示兩臺(tái)同款型號(hào)的設(shè)備在測(cè)量相同樣品時(shí)，表現(xiàn)有多么的接近。值得注意的是“同款型號(hào)” 這個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，比如，多TS7036相互比較或TS7036與TS7036進(jìn)行比較等。

這就意味著，類(lèi)似TS7036與TS7030之間，TS7036和TS7020之間的比較，就不屬于這個(gè)范疇，而應(yīng)該屬于“臺(tái)間差”，簡(jiǎn)稱(chēng)“IMA”。

為了更好地進(jìn)行比較，每一家生產(chǎn)制造商，在設(shè)備生產(chǎn)出來(lái)后，會(huì)通過(guò)比較量產(chǎn)機(jī)和其“內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)機(jī)”之間的差異——通常是測(cè)量BCRA12色板，這種多少近似的方法來(lái)直接給出IIA。作為內(nèi)部參考和計(jì)算，有時(shí)還會(huì)用到更多的標(biāo)準(zhǔn)樣品，比如：鏡子。但是，行業(yè)里大家默認(rèn)的定義算法，是以12 BCRA色磚的平均△E*來(lái)表示IIA的。

2.色差儀的重復(fù)性

重復(fù)性是指的同一儀器在相同位置及相同環(huán)境（包含溫度、供電、空氣、磁場(chǎng)）下多次測(cè)量后，得出的數(shù)值之前的差值平均值就是儀器的重復(fù)性，而三恩時(shí)色差儀重復(fù)性則是指儀器測(cè)量白板30次得到數(shù)值△E的平均值。

即使說(shuō)儀器多次測(cè)量后得到數(shù)據(jù)的誤差有多少，多次測(cè)量后儀器得到的測(cè)量數(shù)據(jù)是否還準(zhǔn)確的一個(gè)可靠參數(shù)，此參數(shù)又可以作為一個(gè)儀器的質(zhì)量判斷。

色差儀臺(tái)間差和重復(fù)性的影響：

1.色差儀臺(tái)間差的影響

儀器間一致性，又譯作器間差、機(jī)臺(tái)差，指的是兩臺(tái)或多臺(tái)儀器測(cè)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(cè)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(lèi)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(huì)改變顏色的測(cè)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(duì)值相互比較往往是沒(méi)有多大意義的。

為了獲得多臺(tái)儀器間一致性的精確信息，國(guó)外廠(chǎng)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(guó)陶瓷研究協(xié)會(huì)的陶瓷標(biāo)準(zhǔn)色板，是國(guó)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(cè)量的色板，2塊用于色差測(cè)量的色板，3塊用于光度標(biāo)尺線(xiàn)性度測(cè)量的灰色板。儀器分別測(cè)量這12塊BCRA陶瓷色板，計(jì)算每一塊色板測(cè)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(tái)式分光測(cè)色儀CM-3700d，儀器間一致性指標(biāo)為，測(cè)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)便攜式分光測(cè)色儀TS7708，儀器間一致性指標(biāo)為，測(cè)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0.2。

GretagMacbeth在線(xiàn)式分光測(cè)色儀ERX50，儀器間一致性指標(biāo)為，測(cè)量12塊BCRA標(biāo)準(zhǔn)色板，色差ΔE*ab平均值<0.3。

當(dāng)前，分光測(cè)色儀的儀器間一致性，色差ΔE*ab平均值最高可小于0.1，色差平均值通常小于0.3。因此，儀器之間的臺(tái)間差，也會(huì)影響分光測(cè)色儀測(cè)量結(jié)果的精度。

2.色差儀重復(fù)性的影響

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(dòng)和探測(cè)器及電子學(xué)噪聲所帶來(lái)的隨機(jī)誤差。對(duì)于直流式光源，光源能量波動(dòng)可以通過(guò)電源穩(wěn)壓等措施降低；對(duì)于脈沖式光源，當(dāng)前最好的脈沖氬燈閃光能量波動(dòng)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(lái)源。但是通過(guò)監(jiān)測(cè)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(dòng)帶來(lái)的隨機(jī)誤差。這時(shí)探測(cè)器及電子學(xué)噪聲所帶來(lái)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。

國(guó)外分光測(cè)色儀的重復(fù)性常常這樣評(píng)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(cè)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(chǎng)家簡(jiǎn)化了說(shuō)明，連續(xù)測(cè)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)便攜式分光測(cè)色儀TS7708，其重復(fù)性的指標(biāo)為，測(cè)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(tái)式分光測(cè)色儀CM-3700d，測(cè)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(cè)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(wú)詳細(xì)解釋?zhuān)@里認(rèn)為是均離色差。Datacolor650臺(tái)式分光測(cè)色儀，重復(fù)性的指標(biāo)為，CIELAB色差最大0.015。GretagMacbeth在線(xiàn)式分光測(cè)色儀ERX50，重復(fù)性的指標(biāo)為，色差ΔE*ab<0.1。

當(dāng)前，臺(tái)式測(cè)色儀的重復(fù)性色差ΔE*ab最高可達(dá)0.005，便攜式測(cè)色儀的重復(fù)性色差ΔE*ab最高可達(dá)0.04，在線(xiàn)式測(cè)色儀ERX50的重復(fù)性色差ΔE*ab小于0.1。因此，不同儀器之間重復(fù)性測(cè)差異，也會(huì)造成分光測(cè)色儀測(cè)量結(jié)果之間存在差異。