色差仪和分光测色仪是颜色管理中常见的两种测色仪器，都可以对颜色进行量化，并给出相应的色差数值。那么，色差仪和分光测色仪有什么不同？哪个好？本文对色差仪和分光测色仪的定义、测色原理及组成结构等方面对两种仪器做了比较。

色差仪定义：

色差仪通过色度探测器对被测颜色光谱能量进行积分测量，直接测量色源（包括光源色或物体色）的三刺激值或色度坐标，采用这种方法设计的测色仪器称为光电积分测色仪。光电积分测色仪一般采用三个或四个探测器来获得被测色的三刺激值。在仪器设计时必须考虑探测器的修正。经过修正后的探测器可以通过元件本身光电积分直接获得被测色的三刺激值，光电积分测色仪如色度计和色差计等。

分光测色仪定义：

分光测色仪利用分光光栅对捕获的光信号进行光谱分离，分离的光谱信号投射到线性的光电二极管阵列上，经光电二极管转化成对应的光谱电信号，电信号经数字化及相关数据处理后，可求得光信号的颜色值。

分光光度测色仪的测色过程为：接受测色指令，启动脉冲控制电路，产生光电检测所需的时钟脉冲和触发脉冲，控制照明氙灯闪光。脉冲氙灯发出的光经积分球漫反射后照射在样品上，样品的反射光（我们称之为样品光）经凹面光栅色散（光谱分离）后投射到光电检测部件上，光电变换后产生样品光光谱的光电信号，经A/D变换后生成数字化的光谱数据，经相关数据处理和解算后得到样品的反射率、颜色三刺激值及色坐标等颜色信息。

色差仪测色原理：

色差仪的测色，是仿照人眼能感觉红、绿、蓝三色的原理设计的。制造色度计时，采用了能感觉红、绿、蓝三种颜色的探测器。色度计测色的方法，是在三个探测器之上覆盖上滤色片，把探测器的相对光谱灵敏度S（λ）修正成CIE推荐光谱三刺激值，用这三个光探测器来接收光刺激就能运用一次积分计算出样品的三刺激值X、Y、Z。为了达到精确匹配光探测器的要求，滤光片需要满足卢瑟条件。

光电积分式色度计测色的准确度与仪器本身符合卢瑟条件的程度有着直接关系的，但是要做到完全符合上述的条件具有一定难度。因为实际生产的滤色片的材质是有色玻璃，而生产的有色玻璃的品种有限，测试仪器不可能完全达到卢瑟条件，只可能达到近似符合条件。如果采用部分滤光片法可以达到的最好结果，是使x（λ）和z（λ）曲线的匹配积分误差小于2%，而y（λ）曲线的匹配积分误差小于0.5%。光电积分式仪器又称为色差计，是因为它可以准确测出两个色源的色差，而在测试色源的三刺激值以及色品坐标方面则不够精确。再者，其体量较大不方便携带；结构复杂，成本高；测量精度在很大程度上取决于光探测器的光谱匹配精度，往往产生较大的误差。

分光测色仪测色原理：

分光光度测色仪器的原理，是用多棱镜或光栅将多色光分离成单色光，通过光敏组件取得样品反射率或透过率。其具体测色的方法，是在设计的整个可见光光谱范围内，在相同条件下，通过计算待测样品反射或透射的光能量强度与标准白色板的反射或透射的光能量强度的比值，从而获得待测样品在各种标准光源或标准照明体下各波长段的光谱反射率或透射率。获得光谱反射率或透射率后，再利用国际照明委员会所提供的标准公式进行计算，最终获得待测样品的三刺激值X、Y、Z。由获取的三刺激值X、Y、Z，可根据CIE1931-XYZ色度系统或CIE1976 Lab均匀色空间等公式计算待测样品的色品坐标x、y或L*、a*、b*等色度参数。由于该仪器具有操作简便、测色精确度和准确度较高，因此被广泛用于颜色的配色及色彩分析中。

色差仪组成结构：

色差仪主要包括测头、数据处理器（含显示器及打印机）、直流电源及附件四部分。色差仪测头由照明光源，滤色器，硅光电池，隔热玻璃，凸透镜，导光筒，挡板，积分球等组成。其中：

1）积分球是测色仪的重要构成部件，在很大程度上决定了测色仪的使用寿命、测量精度和长期重复性。

2）数据处理系统包括放大电路、A/D转换、中央处理器、显示、打印等数据输出。采用微控制器进行数据处理，通过液晶显示和打印输出各种色度数据。

3）内部光源照明系统：采用低能耗的特殊发光管，经修正后作为测色用的标准照明体D65，保证220V+22V，50Hz+1Hz的稳定电压确保光源发光的稳定性。测色仪内部照明光源通常是标准A光源，而实际应用中都需要测量物体在标准D65和C光源下的色度值，因此要模拟出D65光源，使仪器总的光谱灵敏度符合D65下的卢瑟条件。

4）光谱三刺激值：选用CIE1964 补充观察者10°视角的数据；仪器照明几何条件为0/d。

5）观察条件：符合CIE所规定的0°入射/45°接收条件。光谱条件，总体响应等价于CIE标准照明体D65及10视场色匹配函数下的三刺激值X10、Y10、Z10（以下简写为X、Y、Z），最终可获得测色的五种表色系统：CIE Y10 x10 y10（1964），CIE：X10Y10Z10（1964），L*a*b*（1976），L*C*H°（1976）及 Hunter Lab和色差计算的三种表色系统：ΔEab*（ΔL*Δa*Δb*），ΔEab*（ΔL*ΔC*ΔH*）及 Hunter ΔE（ΔL Δa Δb）。不同表色系统的测得数据均可以由计算机进行相互转换，并以数字显示、可打印输出。

分光测色仪组成结构：

分光测色仪主要由：光源和照明系统、准直系统、色散系统、成像系统、接收系统等几个部分组成。

1.光源和照明系统

分光测色仪器中光源的光谱分布不是关键因素，但光源必须在仪器的整个波长范围内发出连续的光谱辐射，并且有足够的强度，使每一波长上都具有足够能量，那么在探测器上就有满意的信噪比。可利用透镜或反射镜将光源成像在单色器的入射缝上以提高狭缝的照度，照在入射缝上的光应尽可能均匀。

2.准直系统

准直系统由入射狭缝和准直物镜组成。对于仪器内部的系统而言，入射狭缝成为替代的、实际的光源，限制着进入仪器的光束。入射狭缝位于准直物镜的焦平面上。这样，由它发出的光束经准直物镜后成为平行光束投向色散系统，造成夫琅和费（Fraunhofer）的衍射条件。

3.色散系统

色散系统的作用是将入射的复合光分解为光谱。分光测色仪中色散系统的功能由单色器完成，单色器的功能是输出不同波长单色光的装置。单色器是分光测色仪器中最主要的部分。根据单色器中色散元件的不同大致可以分为：棱镜或光栅分光的单色器、滤光片分光的单色器、可调谐激光器单色器三类。

4.成像系统

成像系统的作用是将空间色散开的各波长的光束汇聚在成像物镜的焦平面上，形成按波长依次排列的狭缝的单色像。

5.接收系统

接收系统的作用是将成像系统焦平面上的光谱能量接收，并检测光谱的强度、波长位置。探测器是接收系统的主要部分。根据所使用的光探测器的不同，分为目视分光光度测色仪（以眼睛作为探测器）和自动分光光度测色仪（应用光电探测器），在颜色科学研究和工业测量中应用广泛的是后者。自动分光光度测色仪包括扫描式分光光度测色仪和快速分光光度测色仪。

6.数据处理系统

数据处理系统是测色仪器的重要部分，通过数据处理系统可以进行大量的数据采集和处理，减轻疲劳程度，增强仪器的实时性；提高仪器的自动化程度，甚至使整个仪器的操作、测量、分析完全按程序自动地进行，并用数字或图表形式显示结果；可以对影响仪器精度的某些误差进行自动修正，提高仪器精度；利用计算机高速运算和存储功能，提高仪器的分析、测量速度。