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告別色彩爭議！把握臺間差與重復性，實現跨設備色彩一致性

2025-10-24

臺間差和重復性是評價色差儀性能的兩個核心參數，直接關系到顏色測量數據的可靠性和準確性。如何理解這兩個參數呢？一起來了解一下吧！

 

什么是臺間差？

1臺間差的含義

臺間差，簡單來說是儀器間一致性，又譯作器間差、機臺差，指的是同一型號的不同色差儀測量同一顏色樣品時結果的一致性程度，反映了儀器制造的精密性和校準標準的統(tǒng)一性。

2臺間差的測量方法

為了獲得同一型號多臺儀器一致性的精確信息，國內外廠商普遍使用第二代BCRA陶瓷色板進行測量。

第二代BCRA陶瓷色板是英國陶瓷研究協(xié)會的陶瓷標準色板（如圖），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。

例如：三恩時便攜式色差儀TS7600，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 ≤ 0.2。

3臺間差的影響因素

臺間差的影響因素主要來源于系統(tǒng)誤差，具體包括：

光學系統(tǒng)差異

光度標尺誤差、波長誤差、光譜帶寬、幾何條件等硬件差異

校準標準不一致

使用不同批次或不同溯源的標準白板

算法模型差異

各廠商采用的色度學算法和數據處理方法不同

環(huán)境條件波動

雜散光、溫度和濕度變化等導致儀器響應特性改變

 

什么是重復性？

1重復性的含義

色差儀的重復性是指在相同的測量條件下（同一操作者、同一儀器、同一實驗室等），對同一被測樣品的顏色進行多次重復測量時，測量結果之間的接近程度或一致性。重復性是儀器隨機誤差的體現。

2重復性的測量方法

重復性測量的標準方法為：在儀器進行白板定標后，以若干秒間隔，再連續(xù)測量標準白板N次，統(tǒng)計這組數據的光譜反射率因數標準差和均離色差。

但在實際應用中，色差儀廠家采用了簡化方法，即：連續(xù)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。

例如：三恩時便攜式色差儀TS7600，儀器重復性測量方法為：預熱校正后，以間隔5s測量白板30次，取平均值。光譜反射率MAV/SCI的標準偏差 ≤ 0.1%（400~700nm: ≤ 0.2%），色差ΔE*ab ≤ 0.04。

3重復性的影響因素

重復性的影響因素主要來源于隨機誤差，具體包括：

光源穩(wěn)定性

光源衰減或波動導致的信號變化

探測器穩(wěn)定性

探測器器響應度的變化、電路的隨機噪聲等引起的讀數波動

測量條件

樣品本身的不穩(wěn)定性及測量條件的不穩(wěn)定性等造成的誤差

 

臺間差vs重復性

1核心區(qū)別

色差儀的臺間差和重復性從不同維度反映了測量的可靠性。但兩者仍有很大的不同，核心區(qū)別如下：

2實際應用

臺間差通常大于重復性

這是因為不同儀器之間在硬件、校準和使用損耗上的差異，遠大于單臺儀器自身在短時間內測量的隨機波動。

選購儀器時，優(yōu)先關注重復性

在評估一臺色差儀的質量時，重復性是更為根本和重要的參數。一個優(yōu)秀的重復性指標（ΔE*ab值越小越好）是儀器測量穩(wěn)定性的基礎。如果一臺儀器連自身的穩(wěn)定性都無法保證，那么討論多臺之間的一致性就失去了意義。

在多儀器環(huán)境中，必須控制臺間差

在規(guī)模化生產中（如汽車、電子行業(yè)），供應鏈上下游或企業(yè)內部多個部門（如車間、實驗室、質檢）往往使用多臺儀器。如果臺間差過大，就會導致“數據語言不統(tǒng)一”，引發(fā)質量判定糾紛。

相關概念

1色差儀精度

色差儀精度可細分為準確度、精密度和精確度。

準確度

準確度是指測試結果與真值相符合的程度，也就是與標準儀器測量結果相符合的程度，反映測量結果中系統(tǒng)誤差的影響程度。

精密度

精密度是指測試結果的一致性，反映測量結果中隨機誤差的影響程度。

精確度

精確度是二者的綜合，反映測量結果中系統(tǒng)誤差和隨機誤差綜合影響的程度。

一般來說，精密度高而正確度不一定高；反之亦然。但精確度高則精密度和正確度都高。

如圖所示，以射擊打靶為例，圖(a)表示隨機誤差小而系統(tǒng)誤差大，即精密度高而正確度低；圖(b)表示系統(tǒng)誤差小而隨機誤差大，即正確度高而精密度低；圖(c)表示隨機誤差和系統(tǒng)誤差都小，即精確度高。

一個理想的色差測量結果，我們既希望它沒有明顯偏差（準確度高），也希望它穩(wěn)定可靠（精密度高）。當準確度和精密度都高時，我們就說色差儀的精確度高，這表示系統(tǒng)誤差和隨機誤差都得到了有效控制。

2其他概念

復現性

復現性是指同一試樣在改變諸如實驗者、測量儀器、實驗室或時間等測試條件后，連續(xù)測量得到的結果之間一致性的接近程度。

均離色差

R.W.G.Hunt提出用色差數據表示顏色測量儀器的精密度和準確度。用同一臺顏色測量儀器，同一個樣品，做多次測量，得到一組數據，將各次數據的平均值與各次數據求色差，再求這些色差的平均值，稱為均離色差（MCDM，Mean Color Difference from the Mean），表示儀器的精密度或重復性。