A colorimeter vagy spectrophotometer kijelzett színkoordinátái egy teljes measurement lánc végtermékei. A detektált spektrális jelből először reflektanciafüggvény készül, majd ebből megfigyelő- és megvilágítófüggő tristimulusos value, végül nemlineáris transzformációval L*, a*, b* és colour difference. A uncertaintyi modellnek ezt a láncot kell követnie.
1. Measurement feladat és measurand
A példában egy hordozható reflexiós spectrophotometert kalibrálunk 400–700 nm tartományban, d/8° geometriában, D65 megvilágító és CIE 1964 10° megfigyelő beállítással. A referencia egy hitelesített, közel semleges szürke kerámialap spektrális reflektanciafüggvénye.
ρ(λ) = Φr(λ) / Φi(λ)
A measurand definíciójának tartalmaznia kell a measurement geometriát, a spekuláris komponens kezelését, az apertúrát, az UV-tartalmat, a megvilágítót, a megfigyelőt, a hullámhosszlépést, a minta orientációját és az applyott colour difference-képletet.
2. Measurement geometria: ugyanaz a minta nem ugyanazt az resultt adja
Integrálógömbös geometria. A spekuláris komponens bevonható vagy kizárható. Texturált, fényes és irányfüggő mintáknál a beállítás kritikus.
Irányított geometria. A felület fényessége és textúrája erősebben jelenik meg, therefore a pozicionálás és orientáció külön komponens lehet.
A geometriai conformity nem csupán mechanikai kérdés. A mérőnyílás mérete, az optikai tengely, a minta síkja, az apertúra illuminancea, a spekuláris csapda és az UV-szűrő állapota közvetlenül módosítja a spektrális resultt.
3. A teljes measurement modell
ρx(λ) = ρref(λ) · [Sx(λ) − S0(λ)] / [Sref(λ) − S0(λ)] · Cλ · Clin · Cgeo · CT
A modellben ρref a referenciameasurement standard hitelesített reflektanciája, Sx a minta jele, Sref a fehér referencia jele, S0 a dark signal, míg a C-tagok a hullámhossz-, linearityi, geometriai és temperaturei korrekciókat jelölik.
A chromaticity coordinates a reflektanciaspektrum súlyozott integrálásából származnak:
X = k ∫ ρ(λ) S(λ) x̄(λ) dλ, és analóg módon Y, Z
4. Fehér-, szürke- és feketemeasurement standardok
A fehér measurement standard nem „100%-os fehér”, hanem hullámhosszfüggő, hitelesített reflektanciavalueekkel rendelkező transzfermeasurement standard. Szennyeződése, karcolása, nedvességfelvétele, UV-öregedése és irányfüggése often nagyobb risk, mint maga a műszer rövid távú repeatabilitye.
- A fehér measurement standard uncertaintya hullámhosszfüggő és korrelált.
- A fekete csapda vagy fekete measurement standard a sötét- és szórtfény-korrekciót ellenőrzi.
- A középszürke measurement standardok a fotometriai linearity vizsgálatára szolgálnak.
- Színes kerámiameasurement standardok nélkül a színfüggő rendszerhiba nem látható.
5. Hullámhosszskála, sávszélesség és stray light
A hullámhosszhiba particularly meredek reflektanciaszakaszoknál, fluoreszcens anyagoknál és keskeny spektrális jellemzőknél okoz jelentős színeltérést. A névleges hullámhosszaccuracy önmagában is not sufficient; az optikai sávszélesség és az instrument line shape is része a modellnek.
uρ,λ ≈ |dρ/dλ| · u(λ)
A stray light primarily sötét vagy erős spektrális kontrasztú mintáknál torzít. A feketeszint measuremente nem azonos a spektrális szórtfény teljes assessmentével.
6. Fotometriai skála, linearity és dark signal
A reflektanciaskála linearityát több, hitelesített semleges measurement standardnal kell vizsgálni. A fehér referencia és a dark signal közötti egyszerű kétpontos skálázás nem bizonyítja a teljes tartomány linearityát.
- Detektor- és erősítőlinearity;
- integration time váltásának hatása;
- autoranging;
- dark signal driftje és temperaturefüggése;
- ismételt fehérreferencia-measurement közötti drift.
7. Mintaheterogenitás és measurement reproducibility
Textil, műanyag, festett felület, porfestés, fémes vagy gyöngyház pigment esetén a minta heterogenitása dominálhatja a laboratóriumi műszercalibration uncertaintyát. A minta elforgatása, áthelyezése és több ponton történő measuremente therefore nem egyszerű repeatabilityi vizsgálat, hanem a measurand térbeli definíciójának része.
8. L*, a*, b* és ΔE uncertaintya
A CIELAB koordináták nemlineáris függvényei az X, Y, Z tristimulusos valueeknek. Emiatt a reflektancia pontonkénti uncertaintyát nem lehet egyetlen százalékos adattal közvetlenül „átváltani” ΔE-re.
ΔEab* = √[(ΔL*)² + (Δa*)² + (Δb*)²]
Az L*, a* és b* valueek korreláltak, mert ugyanabból a spektrumból származnak. Kis colour differencenél a linearizált kovarianciamátrixos terjedés fit for use, összetett vagy határhelyzetben Monte Carlo szimuláció recommended. CIEDE2000 esetén a nemlinearity és a súlyozási tagok miatt a Monte Carlo módszer particularly indokolt.
9. Számszerű uncertaintyi costvetés
A példa egy semleges szürke measurement standard Y = 20,00% reflektanciavalueének calibrationára vonatkozik, d/8° geometriában. A komponensek standard relatív uncertaintyok.
| Komponens | Standard relatív u | Értékelés |
|---|---|---|
| Referenciameasurement standard reflektanciája | 0,30% | Calibration certificate |
| Ismételhetőség | 0,12% | A-modelú |
| Fehérreferencia reproducibilitya | 0,18% | Újrapozicionálás |
| Hullámhosszskála és sávszélesség | 0,20% | Spektrális érzékenység |
| Fotometriai linearity | 0,25% | Szürke measurement standardsor |
| Stray light és feketeszint | 0,15% | Sötét measurement standardok |
| Geometria és apertúra | 0,22% | Pozicionálás, SCI/SCE |
| Hőmérséklet és rövid távú drift | 0,10% | Környezeti vizsgálat |
uc,rel = 0,56% · Urel = 1,12% (k = 2)
Y = 20,00% ± 0,22%
A fenti costvetés a semleges fotometriai skálát írja le. Egy telített színmeasurement standard L*a*b* vagy ΔE resultéhez a teljes spektrális kovariancia és a színtranszformáció érzékenysége is szükséges.
10. Interaktív costvetés-számító
Adja meg a standard relatív uncertaintyi komponenseket. A számító négyzetes összegzést és varianciarészesedést végez.
| Komponens | urel (%) | Varianciarész |
|---|---|---|
| Referenciameasurement standard | ||
| Ismételhetőség | ||
| Fehérreferencia | ||
| Hullámhossz és sávszélesség | ||
| Linearitás | ||
| Stray light | ||
| Geometria | ||
| Hőmérséklet és drift |
11. Resultközlés és applyási korlát
A certificateban szerepeljen a geometria, SCI/SCE mód, apertúra, UV-beállítás, hullámhossztartomány és -lépés, megvilágító, megfigyelő, színtér, colour difference-képlet, referenciameasurement standardok azonosítása, a minta orientációja és a environmental conditions.
12. ISO/IEC 17025 auditori ellenőrzőpontok
- A measurement geometria és a spekuláris komponens kezelése egyértelmű.
- A fehér-, szürke-, színes és feketemeasurement standardok metrological traceabilitye dokumentált.
- Az measurement standardok tisztítása, kezelése és driftje szabályozott.
- A hullámhosszskála, sávszélesség és stray light validált.
- A fotometriai linearity több reflektanciaszinten igazolt.
- A mintaorientáció és apertúra reprodukálható.
- Az L*a*b* és ΔE resultekhez a correlation és nemlinearity kezelése indokolt.
- A szoftveres színtranszformáció és az applyott megvilágító/megfigyelő implementációja validált.