JJF 1492-2014反射式光密度计校准规范-(高清原版）.pdf

中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 4 9 22 0 1 4反射式光密度计校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rR e f l e c t i o nD e n s i t o m e t e r s 2 0 1 4-1 1-1 7发布2 0 1 5-0 2-1 7实施国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 发 布市场监管总局市场监管总局反射式光密度计校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rR e f l e c t i o nD e n s i t o m e t e r sJ J F1 4 9 22 0 1 4 归 口 单 位:全国光学计量技术委员会 主要起草单位:广东省计量科学研究院中国计量科学研究院上海市计量测试技术研究院 参加起草单位:山东省计量科学研究院中国标准化研究院 本规范委托全国光学计量技术委员会负责解释J J F1 4 9 22 0 1 4市场监管总局市场监管总局本规范主要起草人:莫 凡(广东省计量科学研究院)陈 锐(中国计量科学研究院)叶军安(上海市计量测试技术研究院)参加起草人:贾 锐(广东省计量科学研究院)朱峻青(广东省计量科学研究院)孔 炜(山东省计量科学研究院)蔡建奇(中国标准化研究院)J J F1 4 9 22 0 1 4市场监管总局市场监管总局目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 术语和计量单位(1)3.1 反射因数(1)3.2 反射密度(1)3.3 视觉密度(1)3.4 彩色密度(2)4 概述(2)5 计量特性(3)5.1 示值误差(3)5.2 示值漂移(3)5.3 重复性(3)6 校准条件(3)6.1 环境条件(3)6.2 校准设备(4)7 校准项目和校准方法(4)7.1 校准前的准备(4)7.2 示值误差(4)7.3 示值漂移(4)7.4 重复性(5)8 校准结果(5)9 复校时间间隔(5)附录A 原始记录推荐格式(6)附录B 校准证书内页推荐格式(8)附录C 测量结果的不确定度分析(9)附录D I S O规定的几种密度状态的解析(1 1)J J F1 4 9 22 0 1 4市场监管总局市场监管总局引 言J J F1 0 7 12 0 1 0 国家计量校准规范编写规则、J J F1 0 0 12 0 1 1 通用计量术语及定义、J J F1 0 5 9.12 0 1 2 测量不确定度评定与表示是共同构成本规范制定工作的基础性系列规范。本规范参照G B/T1 1 5 0 12 0 0 8 摄影 密度测量 第3部分:光谱条件(I S O5-3:1 9 9 5,I D T)、G B/T1 2 8 2 3.42 0 0 8 摄影 密度测量 第4部分:反射密度的几何条件(I S O5-4:1 9 9 5,I D T)、G B/T2 3 6 4 92 0 0 9 印刷技术 过程控制 印刷用反射密度计的光学、几何学和测量学要求(I S O1 4 9 8 1:2 0 0 0,I D T)编写。G B/T1 1 5 0 12 0 0 8定义了反射密度的光谱条件,G B/T1 2 8 2 3.42 0 0 8定义了反射密度的几何条件,G B/T2 3 6 4 92 0 0 9规定了彩色标准反射板的色坐标。本规范是在三个标准的基础上制定的针对校准的规范,主要技术变化如下:仪器原理的叙述及仪器原理图(见4);标准器的技术指标及溯源途径(见6.2);反射式光密度计校准的具体方法(见7);校准该仪器的原始记录及校准证书的格式(见附录A及附录B);校准不确定度评定范例(见附录C)。本规范为首次制定。J J F1 4 9 22 0 1 4市场监管总局市场监管总局反射式光密度计校准规范1 范围本规范用于反射式光密度计视觉反射密度和彩色反射密度的校准。2 引用文件J J F1 0 3 22 0 0 5 光学辐射计量名词术语及定义G B/T1 1 5 0 12 0 0 8/I S O5-3:1 9 9 5 摄影 密度测量 第3部分:光谱条件(I S O5-3:1 9 9 5,I D T)G B/T1 2 8 2 3.42 0 0 8/I S O5-4:1 9 9 5 摄影 密度测量 第4部分:反射密度的几何条件(I S O5-4:1 9 9 5,I D T)G B/T2 3 6 4 92 0 0 9/I S O1 4 9 8 1:2 0 0 0 印刷技术 过程控制 印刷用反射密度计的光学、几何学和测量学要求(I S O1 4 9 8 1:2 0 0 0,I D T)凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3 术语和计量单位3.1 反射因数(R)r e f l e c t a n c e f a c t o r在入射辐射的光谱组成、偏振状态和几何分布指定条件下,待测反射体在指定的圆锥所限定的方向反射的辐通量(或光通量)与完全相同照射(或照明)条件下理想漫反射体在同一方向反射的通量之比,见公式(1)。R=ej(1)式中:e 反射的辐通量或光通量,l m;j 理想漫反射体在同一方向反射的通量,l m。3.2 反射密度(DR)r e f l e c t a n c e f a c t o r(o p t i c a l)d e n s i t y反射因数的倒数取1 0为底的对数,即DR=l g1R=-l g(e/j)式中:DR 反射密度,单位为1;R 反射因数,单位为1。3.3 视觉密度 v i s u a l d e n s i t y用光谱响应度与C I E V()相符合的探测器测得的透射和反射密度 J J F1 0 3 22 0 0 5,一般术语4.8 7。它用DR(SAV)来表示 G B/T1 1 5 0 12 0 0 8/I S O5-3:1 9 9 58.1。1J J F1 4 9 22 0 1 4市场监管总局市场监管总局注:SA表示A光源下的光谱功率分布,V表示视觉密度。3.4 彩色密度 c o l o u rd e n s i t y黑和灰以外的颜色,而在印刷中以青、品红、黄为彩色三原色。它用DR(SATB);DR(SATG);DR(SATR)来表示 G B/T1 1 5 0 12 0 0 8/I S O5-3:1 9 9 58.5。注:SA表示A光源下的光谱功率分布,TB表示T状态反射密度的蓝光谱响应,TG表示T状态反射密度的绿光谱响应,TR表示T状态反射密度的红光谱响应。4 概述反射式光密度计(以下简称密度计)是通过测量物体表面反射特性来确定物体反射密度值的仪器。在印刷行业里反射式光密度计是用来控制产品质量的一种仪器。当印刷品上同一颜色的油墨厚度越厚,油墨吸收光的能力越大,反射光的能力就越小,测量得到的密度就越大,颜色就越深黑;当印刷品上同一油墨厚度越薄,油墨吸收光的能力小,反射光就越大,测量得到的密度就越小,颜色就越浅白。仪器的测量原理是由一组入射角为4 5 的环形照射光或(垂直照射光)照射物体表面,从物体表面反射的光由垂直或(4 5 环形几何位置上)的探测器采集,经过一组滤光片分光或者光栅、棱镜分光后,投射到感光器上,光信号的强弱转化为电信号的大小,通过数据采集器进行数据采集及处理,经过仪器里设定的数学公式计算得出密度值,此两种条件测得的密度值是可逆的。密度计原理见图1、图2。密度计照明光源的光谱功率分布应与国际照明委员会规定的标准A光源一致,光探测器 光 谱 响 应 度 应 符 合 明 视 觉 光 谱 光 效 率 函 数V(),其 光 谱 乘 积 应 符 合G B/T1 1 5 0 12 0 0 8的规定。彩色反射密度计进行青、品红、黄色测量时,青色用红色滤光片的红光谱响应,品红色用绿色滤光片的绿光谱响应,黄色用蓝色滤光片的蓝光响应。图12J J F1 4 9 22 0 1 4市场监管总局市场监管总局图2 仪器原理图5 计量特性5.1 示值误差示值误差一般不超过表1的规定。表1 仪器示值误差范 围示值误差(单位为1)0.0D1.00.0 41.0D2.00.0 55.2 示值漂移示值漂移每2 0m i n一般不超过0.0 2。5.3 重复性一般不超过0.0 2。被测对象的具体技术指标与以上性能有区别时,以具体指标为计量性能要求。以上性能要求不用于合格判定,仅供参考。6 校准条件6.1 环境条件环境温度:(2 05);相对湿度:8 0%;周围环境无影响密度计正常工作的电磁场干扰和震动,无直接阳光照射。3J J F1 4 9 22 0 1 4市场监管总局市场监管总局6.2 校准设备黑白标准反射板,量程范围(02),包含密度值约为0.0、0.1、0.2、0.3、0.5、0.7、1.0、1.3、1.6、2.0一共1 0级密度值的标准板。彩色反射标准板,它的颜色有品红、黄、青,用于反射密度计彩色通道的示值误差的校准。品红、黄、青色坐标见表2。表2 彩色标准反射板色坐标 色坐标颜色 L*a*b*密度值青5 4-3 7-5 00.7品红4 77 5-60.8黄8 8-69 50.1测量在黑色衬底,2 视场标准观察者、D 5 0光源、0/4 5或4 5/0几何条件下进行。L*、a*、b*测量值与表内给出的L*、a*、b*数值的允差在5以内,青色密度值范围(0.60.8),品红色密度范围(0.70.9),黄色密度值范围(0.10.2)。黑白标准反射板及彩色标准反射板必须经过溯源,其年稳定性0.0 1。7 校准项目和校准方法7.1 校准前的准备密度计预热前需观察仪器测量口上是否装上偏振装置,若有此装置,须将偏振装置取下否则会对校准数据的准确性造成影响,然后按密度计说明书规定的时间进行预热,仪器预热后,用随机配备的标准板调校仪器,调校完毕后,进入测量状态。7.2 示值误差将密度计的测量状态设在T密度状态或者与标准反射板证书上提供的状态相同的密度状态下,用黑白标准反射板对反射密度计的黑色通道进行测量,用标准彩色反射板对反射密度计的品红、黄、青三种颜色通道进行测量。密度计的探测孔对准标准反射板每一级标准板的中心处,对每一级标准板重复测量三次,三次的平均值与标准值之差应符合表1的要求。D=D-Ds 式中:D 密度计示值误差,单位为1;D 三次测量值的平均值,单位为1;Ds 各级标准块的标准值,单位为1。7.3 示值漂移将密度计置于标准反射板上,使密度计的探测孔对准黑白标准反射板密度值约为1.0的标准板的中心处,先测量标准板的起始值,然后每间隔1 0m i n测量一次,2 0m i n共测量两次,每次测得的密度值与起始值之差的最大值即为仪器示值漂移,应符合5.2的要求。4J J F1 4 9 22 0 1 4市场监管总局市场监管总局7.4 重复性用标准反射板密度值约为1.0的标准板对密度计的每个颜色通道进行测量,重复测量6次,记录每次测得的密度值,计算6次测量值的实验标准偏差s,其测量结果应符合5.3的要求。s=6i=1(ui-u)26-1 式中:s 标准偏差;ui 密度计第i次的测量值;u 密度计6次测量值的平均值。8 校准结果校准结果应在校准证书上反映。校准证书应至少包括以下信息:a)标题:“校准证书”;b)实验室名称和地址;c)进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);d)证书的唯一性标识(如编号),每页及总页数的标识;e)客户的名称和地址;f)被校对象的描述和明确标识;g)进行校准的日期;h)校准所依据的技术规范的标识,包括名称及代号;i)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;j)校准环境的描述;k)校准结果及其测量不确定度的说明;l)对校准规范的偏离的说明;m)校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识;n)校准结果仅对被校对象有效的声明;o)未经实验室书面批准,不得部分复制证书的声明。校准证书内页格式见附录B。9 复校时间间隔由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等诸因素所决定的,因此,送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。5J J F1 4 9 22 0 1 4市场监管总局市场监管总局附录A原始记录推荐格式反射式光密度计校准记录记录号:证书编号送检单位:型号规格:制 造 厂:出厂编号:校准依据:校准条件:温度 相对湿度%标准器名称型号规格出厂编号检定校准证书号技术特征标准反射板A.1 示值漂移颜色通道起始值第1次测量值第2次测量值漂移最大值VCMYA.2 重复性 次数颜色通道 123456标准偏差VCMYA.3 示值误差V颜色通道:级数标准值测量值123平均值误差123456J J F1 4 9 22 0 1 4市场监管总局市场监管总局表(续)级数标准值测量值123平均值误差67891 0C、M、Y颜色通道:C颜色通道标准值测量值123平均值误差M颜色通道标准值测量值123平均值误差Y颜色通道标准值测量值123平均值误差校准不确定度:校准员:核验员:校准日期:年 月 日7J J F1 4 9 22 0 1 4市场监管总局市场监管总局附录B校准证书内页推荐格式B.1 示值漂移V颜色通道C颜色通道M颜色通道Y颜色通道B.2 重复性V颜色通道C颜色通道M颜色通道Y颜色通道B.3 示值误差V颜色通道级数标准值测量值误差级数标准值测量值误差1627384951 0C颜色通道M颜色通道Y颜色通道标准值测量值误差标准值测量值误差标准值测量值误差测量结果的不确定度:8J J F1 4 9 22 0 1 4市场监管总局市场监管总局附录C测量结果的不确定度分析C.1 测量方法反射式光密度计视觉密度通道的校准方法:用被检反射式光密度计对黑白标准反射板的各级密度进行测量,对每一级密度测量三次,三次的平均值与标准值之差就是黑白反射密度计的示值误差。反射式光密度计彩色通道的校准方法:用被检反射式光密度计在密度计的DC(青)、DM(品红)、DY(黄)等状态下对标准彩色反射板的密度值进行测量,共测量三次,三次的平均值与标准值之差就是反射式密度计彩色通道的示值误差。以下是对反射式光密度计视觉密度通道进行测量的不确定度计算为例。C.2 测量模型D=D-Ds 式中:D 反射视觉密度计的示值误差,单位为1;D 反射视觉密度计的示值,单位为1;Ds 标准密度片的标准值,单位为1。C.3 方差和灵敏系数u2c(y)=c21u2(D)+c22u2(Ds)灵敏系数:c1=DD=1c2=DDs=-1u2c(D)=u2(D)+u2(Ds)C.4 计算标准不确定度分量C.4.1 与反射视觉密度计示值D有关的标准不确定度分量u(D)C.4.1.1 反视觉密度计测量重复性引起的不确定度分量u1(D)反射视觉密度计对标准密度片重复测量1 0次的结果见表C.1:表C.1 反射视觉密度计对标准密度片的测量结果N oDid=Di-Did210.4 70.0 0 20.0 0 00 0 420.4 80.0 1 20.0 0 01 4 430.4 70.0 0 20.0 0 00 0 440.4 70.0 0 20.0 0 00 0 450.4 6-0.0 0 80.0 0 00 6 49J J F1 4 9 22 0 1 4市场监管总局市场监管总局表C.1(续)N oDid=Di-Did260.4 70.0 0 20.0 0 00 0 470.4 6-0.0 0 80.0 0 00 6 480.4 6-0.0 0 80.0 0 00 6 490.4 80.0 1 20.0 0 01 4 41 00.4 6-0.0 0 80.0 0 00 6 4Di=0.4 6 8d2=0.0 0 05 6 0 单次测量标准偏差:s=d2n-1=0.0 0 79实际测量取三次平均值:u1(D)=0.0 0 79/3=0.0 0 46C.4.1.2 反射视觉密度计的稳定性的不确定度分量u2(D)由于漫反射视觉密度计的稳定性为0.0 1,作均匀分布处理,u2(D)=0.0 1/3=0.0 0 58C.4.1.3 计算标准不确定度分量u(D)由于u1(D)、u2(D)相互独立,则u2(D)=u12(D)+u22(D)=0.0 0 00 5 4u(D)=0.0 0 74C.4.2 与标准器有关的标准不确定度分量u(Ds)C.4.2.1 标准密度片估算的不确定度分量u1(Ds)由检定证书给出标准密度片的扩展不确定度u=0.0 2,k=2,则u1(Ds)=0.0 2/2=0.0 1C.4.2.2 标准密度片的稳定性估算的不确定度分量u2(Ds)由实验经验得到标准密度片的年变化率不大于0.0 1,作均匀分布,则u2(Ds)=0.0 1/3=0.0 0 58C.4.2.3 计算标准不确定分量u2(D)由于u1(Ds)、u2(Ds)相互独立,则u2(Ds)=u12(Ds)+u22(Ds)=0.0 0 01 3 4u(Ds)=0.0 1 16C.5 合成标准不确定度u2c(D)=c21u2(D)+c22u2(Ds)=(0.0 0 74)2+(0.0 1 16)2=0.0 0 01 8 9uc(D)=0.0 1 38C.6 扩展不确定度取k=2,则:U=kuc(D)=20.0 1 38=0.0 301J J F1 4 9 22 0 1 4市场监管总局市场监管总局附录DI S O规定的几种密度状态的解析D.1 I S OT状态密度T状态响应定义为符合历史上用以评价色彩分离的原创艺术片最相匹配的响应(需进行分色的原稿作品)。另外尤其在美国,T响应用于诸如纸质印刷品和胶印打样等印刷制版材料。D.2 I S OA状态密度A状态响应被定义为历史上评价幻灯片和后来评价与纸基上类似的成色剂相匹配的响应度。D.3 I S OE状态密度在欧洲贸易中,E状态通常是其印刷制版业应匹配的响应。D.4 I S OI状态密度I状 态 密 度 是 窄 带 密 度,峰 值 波 长 为:蓝:4 3 0n m(5n m)、绿:5 3 5n m(5n m)、红6 2 5n m(5n m)这一特殊的波长组,对于评价印刷制版材料如纸张印刷油墨特别有用。D.5 说明T状态和E状态属于宽波带滤色片,它们之间的主要差别是测量仪器中滤光片的光谱透射比的不同;采用黄颜色通道测量绿色时,用I状态测得的密度值会更高;对于颜色的控制,使用窄波带滤色片测量更有优越性,这方面包括:减小密度中微小的色相偏移产生的影响。对在青和品红的范围内混入的黄密度和阶调值更敏感。提高各仪器之间的一致性。密度与墨膜厚度之间的线性关系扩展到更高的密度范围。减少密度相加性失效的幅度。11J J F1 4 9 22 0 1 4市场监管总局市场监管总局