Колориметр (от лат. color - цвет и греч. met-reo - измеряю) - прибор для измерения трёх координат
цвета в одной из колориметрич. систем (см. Колориметрия ).К. разделяют
на визуальные и фотоэлектрические (объективные).
Оптическая схема колориметра
ГОИ и положение цветового треугольника KЗС колориметра на цветовом графике XYZ
(a): 1, 7 - осветители; 2 - фильтр разбавляющей системы; 3 - коробкадержатель;
4 - образец; S - место для прозрачного образца; 6 - корригирующий
светофильтр; 8 - смеситель-экран; 9 - фотометрический кубик; 10 - конденсор; 11 и б - диафрагма со светофильтрами - красным, зелёным
и синим; в - цветовой график прибора.
В визуальных К. цвет измеряется
уравниванием цвета двух половин поля зрения, на одной из к-рых наблюдается измеряемый
цвет, а на другой - цвет смеси трёх основных цветов прибора, напр. красного
(К), зелёного (3), синего (С). Регулируя количества осн. цветов, можно добиться
зрительного тождества цвета смеси с измеряемым цветом. Уравненные цвета являются
метамерными, т. е. спектрально не обязательно тождественными. Определение цвета
производится по измерению цветовых координат смеси, к-рые представляют собой
количества осн. цветов К., отнесённые к единичным количествам этих цветов.
Примером визуального К.
является К. ГОИ системы Л. И. Дёмкиной (рис.). Круглое поле зрения прибора,
наблюдаемое через окуляр, разделено на две половинки: левая имеет цвет измеряемого
излучения, правая - цвет экрана, на к-ром смешиваются осн. цвета прибора К,
3, С. Изменяя действующие площади фильтров, наблюдатель изменяет потоки красного,
зелёного и синего излучений и подбирает цвет смеси так, чтобы он не отличался
от измеряемого цвета Ц. В этом положении отсчёты 
по трём шкалам прибора, пропорциональные площадям светофильтров, дают координаты
измеряемого цвета в системе К. и позволяют записать его в виде ур-ния
Достоинства визуального
К.- простота измерений и высокая точность определения координат (до 0,03); недостаток
- субъективная оценка наблюдателем тождества цветов. Кроме того, цвет выражается
в системе осн. цветов К. и для выражения его в междунар. системе необходим пересчёт.
Этим методом также трудно измерять непосредственно цвет предметов, он удобен
лишь для измерения цвета образцов.
Фотоэлектрические К. позволяют
измерять как цвет излучения, испускаемого источником, так и цвет излучения,
отражённого или пропущенного предметом. Сущность метода состоит в измерении
спектрального распределения энергии излучения
и последующем вычислении цветовых координат X, Y, Z путём перемножения
найденной функции 
соответственно на три стандартизованные функции сложения осн. цветов 
и интегрирования произведений.
При измерении цвета излучения,
отражённого (или пропускаемого) предметом, учитывается ещё функция спектрального
отражения (или пропускания)
В этом случае измеряемые координаты цвета определяются след, выражениями:
Анализ измеряемого излучения
и вычисления координат цвета в фотоэлектрич. К. выполняются автоматически с
помощью трёх селективных фотоприёмников, функции спектральной чувствительности
к-рых при помощи корригирующих светофильтров подбираются совпадающими с функциями
сложения осн. цветов. Каждый из фотоприёмников преобразует излучение своей спектральной
области в электрич. ток, выполняя при этом действие перемножения спектральных
функций и интегрирования произведений. В результате этого обеспечивается пропорциональность
выходных электрич. сигналов координатам измеряемого цвета X, Y, Z. Прибор
оценивает результирующее излучение от предмета, учитывая как его избирательное
отражение (или пропускание), так и освещённость предмета. Один из каналов прибора,
спектральная чувствительность к-ро-го совпадает с функцией
,
может служить яркомером .В фотоэлектрич. К. обычно имеются электронно-вычислит.
устройства, позволяющие пересчитывать координаты цветности из системы XYZ в
координаты др. колориметрич. систем, напр. 
(МКО, 1976), и выполнять сравнение измеряемого цвета с цветом эталона или др.
образца, представляя результаты в виде цветовых различий 
или
и
т. п. Приборы, производящие операцию сравнения
близких друг к другу цветов, наз. компараторами цвета.
Фотоэлектрич. К. позволяют
определять цвет и при импульсном освещении, выполнять поэлементный цветовой
анализ образцов и производить автоматич. распознавание цвета сложных объектов.
Точность измерения цветности (х, у)достигает до 0,001, а точность определения
цветовых различий 
порядка 0,5. Наиб. точные измерения цвета осуществляются с п е к т-р о к о л
о р и м е т р а м и, в к-рых измеряемое излучение разлагается с помощью дисперсионных
призм или дифракционных решёток в спектр, "считываемый" фотоэлектрич.
приёмником. Сигналы приёмника непрерывно (или через равные малые интервалы длин
волн) умножаются на функции сложения
и "интегрируются в пределах длин волн видимого спектра. Результаты интегрирования
представляют собой координаты измеряемого излучения.
К. применяются в разл.
областях для контроля цвета (а отсюда и качества) разл. материалов и продуктов,
для контроля цвета источников света, светофильтров, телевизионных и киноизображений,
поли-графич. и текстильной продукции и т. п.
По изменению цвета нагреваемого
тела можно судить о его температуре, что используется в цветовых пирометрах.
В химии для измерения концентрации веществ в растворах применяются К., использующие свойство окрашенных растворов поглощать проходящий через них свет тем сильнее, чем выше концентрация окрашивающего вещества. Все измерения концентрации производятся в монохроматич. свете того участка спектра, к-рый наиб. сильно поглощается данным веществом и слабо - компонентами раствора. В К., применяемых для такого рода исследований, используются наборы узкополосных (монохроматич.) светофильтров.
Н. А. Валюс
|
|
 |
