什么是臺間差?什么是重復性?臺間差和重復性是色差儀兩個重要的性能指標,其中臺間差描述色差儀的準確度,而重復性描述色差儀的精密度,前者是儀器系統誤差的體現,后者是儀器隨機誤差的體現。那么,色差儀臺間差和重復性什么關系?本文對色差儀的臺間差和重復性的含義及二者之間的關系做了簡要的介紹,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、機臺差,指的是兩臺或多臺儀器測量同一個顏色的接近程度,是儀器系統誤差的體現。有6個因素影響儀器測量的色度參數,分別是:
1.色度參數所使用的顏色空間;
2.計算色度參數所使用的CIE標準照明體;
3.計算顏色值所使用的CIE標準觀察者光譜三刺激值;
4.儀器類型,幾何條件,規格等;
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,是使用同一家生產商的同一款儀器,在以上六個因素一致的情況下獲得的。否則,不同條件下色度參數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會的陶瓷標準色板,是國際通用的顏色標準,共14塊,其中白板和黑板各1塊,7塊用于光譜響應測量的色板,2塊用于色差測量的色板,3塊用于光度標尺線性度測量的灰色板。儀器分別測量這12塊BCRA陶瓷色板,計算每一塊色板測量值與標準值的色差,12塊色板的色差就是儀器間一致性。
日本臺式色差儀CM-3700d,儀器間一致性指標為,測量12塊BCRA標準色板,與標準數據相比,色差ΔE*ab平均值0.08,最大色差0.3。三恩時便攜式色差儀TS7036,儀器間一致性指標為,測量12塊BCRA標準色板,與標準數據相比,色差ΔE*ab平均值小于0.3。
色差儀重復性:
色差儀重復性是指同一試樣在同一實驗室,按相同的測量方法由同一測量儀器上在一定的時間內連續重復測量得到的結果之間一致性的接近程度。重復性是儀器隨機誤差的體現,主要因素是光源能量波動和探測器及電子學噪聲所帶來的隨機誤差。對于直流式光源,光源能量波動可以通過電源穩壓等措施降低;對于脈沖式光源,當前最好的脈沖氬燈閃光能量波動均方根仍大于1%,而且這個因素將直接成為影響儀器重復性的最大來源。但是通過監測光源能量并進行相關補償處理,仍然可以有效降低光源能量隨機波動帶來的隨機誤差。這時探測器及電子學噪聲所帶來的隨機誤差將是影響儀器重復性的主要因素,設計時必須盡可能降低這個因素。
色差儀的重復性常常這樣評價。在儀器進行白板定標后,以若干秒間隔,再連續測量標準白板N次,統計這組數據的光譜反射率因數標準差和均離色差。此外,有些廠家簡化了說明,連續測量標準白板N次,將這組數據中各次數據與平均值求色差,只提最大色差,即色差小于某一量值。
如三恩時便色差儀TS7708,其重復性的指標為,測量標準白板,光譜反射率因數標準偏差<0.08%(400~700nm處<0.18%),色差ΔE*ab準偏差<0.03;日本臺式分光色差儀CM-3700d,測量標準白板,光譜反射率因數標準偏差<0.05%,色差ΔE*ab準偏差<0.005,測量標準黑板(光譜反射率因數1%),380~740nm光譜反射率因數標準偏差<0.02%,360~370nm光譜反射率因數標準偏差<0.04%。鑒于其色差準偏差并無詳細解釋,這里認為是均離色差。
當前,臺式色差儀的重復性色差ΔE*ab最高可達0.005,便攜式測色儀的重復性色差ΔE*ab最高可達0.04,因此,不同儀器之間重復性的差異,也會造成分光測色儀測量結果之間存在差異。
色差儀臺間差和重復性的關系:
1.色差儀臺間差和重復性的聯系
(1)測量環境需要一致
不論是臺間差還是重復性,兩者的測量均需要測量環境溫度、濕度、測量口徑、操作試驗人員,操作流程和方法,同一個樣品保持一致。
(2)都是范圍差值
儀器廠家給出的臺間差是一個差值范圍,只要在這個范圍內,那么多臺儀器測量出的結果都是認可的。而重復性測量也是一個差值范圍,在這個范圍內的值,都是有效的。
(3)都是合理的差異
不管是臺間差還是重復性,同種類型的儀器在測量時出現不同的結果,都是正常的。因為儀器本身不可能做到一個絕對的完美化。
2.色差儀臺間差和重復性的區別
(1)儀器測量數量不同
臺間差是兩臺或者兩臺以上的儀器之間的數據測量結果對比,重復性是一臺儀器多次測量的數據對比。
(2)重要程度不同
儀器的重復性是一個非常重要的參數,而臺間差僅僅是一個參考參數。購買儀器,一定要看測量的重復性,重復性值越低越好,而臺間差一般只有不同品牌橫向對比,才能有一些意思。
(3)對比方向不同
臺間差可以是兩臺至無限臺以上儀器進行測量結果比較,而重復性是單臺儀器重復兩次至無限次以上結果進行比較。
色差儀臺間差為什么比重復性要大?
一般來說,儀器之間測量的臺間差范圍或者參數會比重復性大。這是因為儀器之間的差異性比單臺儀器多次測量的差異大,也就是說單次重復性測量其結果值更為穩定,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定性要差一些。