精密色差儀的“臺(tái)間差”和“重復(fù)性”什么意思?
2022-11-15
不知道細(xì)心的朋友們是否發(fā)現(xiàn),我們?cè)谫?gòu)買(mǎi)精密色差儀的時(shí)候,在精密色差儀的技術(shù)參數(shù)中,經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)“臺(tái)間差”和“重復(fù)性”這兩個(gè)技術(shù)指標(biāo)。許多的用戶對(duì)精密色差儀的“臺(tái)間差”和“重復(fù)性”不是很理解,不知道是什么意義。本文就為大家進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹,感興趣的朋友不妨了解一下!
反映測(cè)量結(jié)果與真值接近程度的量,稱為精度,其與誤差大小相對(duì)應(yīng),可用絕對(duì)誤差或相對(duì)誤差表示。因此可用誤差大小來(lái)表示精度的高低,誤差小則精度高,誤差大則精度低。精度可分為準(zhǔn)確度、精密度和精確度。準(zhǔn)確度反映測(cè)量結(jié)果中系統(tǒng)誤差的影響程度,精密度反映測(cè)量結(jié)果中隨機(jī)誤差的影響程度,精確度反映測(cè)量結(jié)果中系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差綜合影響的程度,其定量特征可用測(cè)量的不確定度(或極限誤差)來(lái)表示。
儀器的精密度是指測(cè)試結(jié)果的一致性;準(zhǔn)確度是指測(cè)試結(jié)果與真值相符合的程度,在測(cè)色儀器中可理解為與標(biāo)準(zhǔn)儀器測(cè)量結(jié)果相符合的程度。精密度的影響因素是儀器的隨機(jī)誤差,對(duì)于色度計(jì)、分光測(cè)色儀等光電儀器來(lái)說(shuō),主要有探測(cè)器響應(yīng)度的變化、電路的隨機(jī)噪聲、光源能量波動(dòng)、樣品本身的不穩(wěn)定性及測(cè)量條件的不穩(wěn)定性等。準(zhǔn)確度的影響因素是儀器的系統(tǒng)誤差,系統(tǒng)誤差來(lái)源于光度標(biāo)尺誤差、波長(zhǎng)誤差,光譜帶寬、幾何條件、雜散光等影響。
精密度包含重復(fù)性和復(fù)現(xiàn)性兩個(gè)指標(biāo)。重復(fù)性是指同一試樣在同一實(shí)驗(yàn)室,按相同的測(cè)量方法由同一測(cè)量?jī)x器上在一定的時(shí)間內(nèi)連續(xù)重復(fù)測(cè)量得到的結(jié)果之間一致性的接近程度;復(fù)現(xiàn)性是指同一試樣在改變諸如實(shí)驗(yàn)者、測(cè)量?jī)x器、實(shí)驗(yàn)室或時(shí)間等測(cè)試條件后,連續(xù)測(cè)量得到的結(jié)果之間一致性的接近程度??梢?jiàn),在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)量的結(jié)果其吻合程度屬于復(fù)現(xiàn)性,而進(jìn)行多次測(cè)量的易變性則是對(duì)重復(fù)性的評(píng)估。評(píng)估重復(fù)性和復(fù)現(xiàn)性最直接的方法依賴于中心極限定理,其中包含的一系列事件應(yīng)形成正態(tài)或高斯分布,并以標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。
分光測(cè)色儀的系統(tǒng)誤差最主要的是光度標(biāo)尺誤差和波長(zhǎng)誤差。光度標(biāo)尺誤差分為參比白誤差和參比黑誤差。通常認(rèn)為白色、黑色校正板數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確的情況下,參比白誤差主要是白色校正板老化造成,參比黑誤差主要是黑色校正板老化和系統(tǒng)雜散光造成。參比白誤差主要影響光度標(biāo)尺的大刻度部分,而對(duì)小刻度部分的誤差較小;參比黑誤差主要影響光度標(biāo)尺的小刻度部分,而對(duì)大刻度部分的誤差較小。然而探測(cè)器及電路系統(tǒng)的線性也會(huì)影響光度標(biāo)尺誤差,即使光度標(biāo)尺100%和0準(zhǔn)確,90%、……、10%也會(huì)有誤差,這種誤差一般較小,也難以校正。隨著陣列探測(cè)器的廣泛使用,分光測(cè)色儀不再是具有移動(dòng)部件的單色儀,因此波長(zhǎng)誤差的產(chǎn)生往往是波長(zhǎng)定標(biāo)的誤差。波長(zhǎng)誤差主要影響光譜反射率因數(shù)曲線中變化率(一階導(dǎo)數(shù))最大的部分,而在曲線幾乎平坦處的影響最小。由于系統(tǒng)誤差對(duì)于不同光譜反射率因數(shù)的影響不同,故其對(duì)顏色測(cè)量準(zhǔn)確度的實(shí)際影響取決于被測(cè)材料的具體光譜光度特性。
曾有廠家對(duì)儀器的檢驗(yàn)規(guī)程著重于它的物理量的誤差(如波長(zhǎng)誤差,光度標(biāo)尺誤差等)和三刺激值誤差(△X、△Y、△Z),而這種誤差很難與色差直接建立關(guān)系,更難與人眼視覺(jué)聯(lián)系起來(lái)。有研究者提出用色差數(shù)據(jù)表示顏色測(cè)量?jī)x器的精密度和準(zhǔn)確度。用同一臺(tái)顏色測(cè)量?jī)x器,同一個(gè)樣品,做多次測(cè)量,得到一組數(shù)據(jù),將各次數(shù)據(jù)的平均值與各次數(shù)據(jù)求色差,再求這些色差的平均值,稱為均離色差,表示儀器的精密度或重復(fù)性。
式中,L*i,a*i,b*i分別為N次測(cè)量中第i次測(cè)量的CIELAB坐標(biāo)(圖片)為各自的平均值。現(xiàn)代顏色測(cè)量?jī)x器精密度色差△E*ab可以小于0.1,而一般人眼可看到顏色變化時(shí)要近似1個(gè)色差單位,所以這個(gè)精密度是較為滿意的。準(zhǔn)確度要與標(biāo)準(zhǔn)值相比較才能得到。而通常分光測(cè)色儀、分光光度計(jì)和光譜輻射計(jì)準(zhǔn)確度要比其精密度差,甚至多達(dá)一個(gè)數(shù)量級(jí)。用同一臺(tái)儀器,測(cè)量同一個(gè)樣品,做多次測(cè)量,得到一組數(shù)據(jù),每次數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)值相比計(jì)算色差,再求各次色差的平均值,即與標(biāo)準(zhǔn)值的平均色差,表示儀器的準(zhǔn)確度。
精密度和準(zhǔn)確度的重要性依賴于應(yīng)用,不可一概而論。當(dāng)用于檢驗(yàn)產(chǎn)品顏色一致性時(shí),由于其光譜組成近似相等,儀器精密度是十分重要,而很高的準(zhǔn)確度是不必要的。而使用同一類(lèi)型但不同儀器,或不同類(lèi)型的儀器、或樣品的光譜組成相差較大時(shí),準(zhǔn)確度就十分重要了。精密度和準(zhǔn)確度是評(píng)價(jià)儀器優(yōu)劣的重要因素,精密度太差則說(shuō)明儀器自身就穩(wěn)定也不可靠。分光測(cè)色儀中,常用“重復(fù)性”描述精密度,“儀器間一致性”也就是“臺(tái)間差”描述準(zhǔn)確度。