CN103383347A - 非线性误差的绝对测量方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种非线性误差的绝对测量方法及装置，其中，非线性误差的绝对测量方法包括：将N个拼接在一起的反射板同时放置于光学测量仪器的样品口，其中，各个所述反射板在所述样品口的覆盖面积相同；在所述光学测量仪器的光路中放置光阑；按照所述光学测量仪器需要测量非线性误差的测量量程，调整使用的反射板的个数，并在每次调整后，获取调整后的所述反射板放置于所述样品口时，所述光学测量仪器的输出结果；对所述输出结果进行非线性误差计算处理，获取所述光学测量仪器输出结果的非线性误差。通过本申请，在保证非线性误差测量精度的同时，实现了对光学测量仪器最终输出结果的非线性误差的测量。

Description

非线性误差的绝对测量方法及装置
技术领域
本发明涉及光学精密计量技术领域，特别是涉及一种非线性误差的绝对测量方法及装置。
背景技术
非线性误差是测量仪器重要的性能指标，与仪器输出的结果直接相关。在精密计量技术领域，测量仪器通常在经过零点校准和已知光学量的标准样品校准后，根据被测样品与标准样品测量信号的比值计算测量结果，而在该过程中，测量仪器的非线性误差直接关系到测量结果的不确定度。因此，在精密计量领域，为了保证测量结果的准确性，需要对仪器的非线性误差进行精密测量与校准。
现有技术中针对光学测量仪器非线性误差的测量方法有以下几种：
G.L.Klein在US4059357“Densitometer calibrated reference standard”中提出了一种较为常用的非线性误差测量方法：通过一组已知参数的样品对仪器非线性误差进行测量与校准，该方法是一种相对测量方法。
H.Bennett在文章“Accurate method for determining photometric linearity”中提出了一种采用旋转偏振片对光源进行衰减的非线性误差高精度测量方法，该方法不依靠样品标称值的精度，而是利用精密机械结构带动高性能偏振片旋转，实现光源强度的精确衰减，该方法是一种非线性误差的绝对测量方法，非线性误差测量精度受限于偏振片的偏振度以及机械转角精度，对探测器非线性的测量精度可达0.1%左右。
C.Sanders在文章"A photocell linearity tester"中提出了一种双光阑叠加方法，该方法的原理是：使用双光阑将光源分为两份，光学测量仪器的探测器对光源Φ1和Φ2的响应分别为ρ1和ρ2，对Φ1+Φ2的输出为ρall，若ρ1+ρ2≠ρall则光学测量仪器具有非线性误差，该方法是一种非线性误差的绝对测量方法。
光学测量仪器的非线性误差是由探测器、积分球、光路等多方面因素的影响结果，G.L.Klein提出的非线性误差的测量方法使用已知参数的样品进行非线性误差测量，虽然可以对整个光学测量仪器测量结果的非线性误差进行综合的考察，但是其精度受限于标称值的不确定度，非线性误差测量精度难以提高。H.Bennett提出的偏振法与C.Sanders提出的光阑法通过对光源强度进行衰减，从而改变仪器样品口不同区域的反射比或色度值，使用光阑法与偏振法测量虽然对光学测量仪器非线性误差测量精度高，只能实现光学测量仪器中探测器的非线性误差的绝对测量，不能实现光学测量仪器最终输出结果的非线性测量。
总之，需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是：如何能够在保证非线性误差测量精度的同时，实现光学测量仪器最终输出结果的非线性误差测量。
发明内容
本发明提供了一种非线性误差的绝对测量方法和装置，以解决在保证非线性误差测量精度的同时，实现光学测量仪器最终输出结果的非线性误差测量问题。
为了解决上述问题，本发明公开了一种非线性误差的绝对测量方法，包括：将N个拼接在一起的反射板同时放置于光学测量仪器的样品口，其中，各个所述反射板在所述样品口的覆盖面积相同，所述N为大于或等于2的自然数；在所述光学测量仪器的光路中放置光阑，在所述样品口形成与所述N个反射板对应的N个所述光学区域，其中，所述N个光学区域均不覆盖所述反射板的边缘；按照所述光学测量仪器需要测量非线性误差的测量量程，调整使用的反射板的个数，并在每次调整后，获取调整后的所述反射板放置于所述样品口时，所述光学测量仪器的输出结果；对所述输出结果进行非线性误差计算处理，获取所述光学测量仪器输出结果的非线性误差。
为了解决上述问题，本发明还公开了一种非线性误差的绝对测量装置，包括：N个反射板、光阑以及控制模块，其中，所述N为大于或等于2的自然数；其中，所述N个反射板，用于拼接在一起后同时放置于光学测量仪器的样品口，其中，各个所述反射板在所述样品口的覆盖面积相同；以及，按照所述光学测量仪器测量量程的范围，调整使用的反射板的个数后，放置于所述样品口；所述光阑放置于所述光学测量仪器的光路中，在所述样品口形成与所述N个反射板对应的N个所述光学区域，其中，所述N个光学区域均不覆盖所述反射板的边缘；所述控制模块，用于当所述N个反射板拼接在一起后同时放置于所述光学测量仪器的所述样品口时，对接收到的漫反射光产生的响应信号进行解析，根据解析结果获得所述光学测量仪器的输出结果；以及，当按照所述光学测量仪器测量量程的范围，调整使用的反射板的个数后，放置于所述样品口时，对接收到的漫反射光产生的响应信号进行解析，根据解析结果获得所述光学测量仪器的输出结果。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本申请提出的一种非线性误差的绝对测量方法和装置，通过在非线性误差测量装置中加入N个反射板，可以实现诸如反射比测量仪器、色度测量仪器以及白度计等多种光学测量仪器的输出结果的非线性误差的绝对测量。在本申请的绝对测量方案中，通过设定反射板的个数，直接改变了仪器样品口不同区域的反射比或色度值或白度值，通过多次的测量结果利用叠加原理计算输出结果的非线性误差，无需通过已知参数的样品进行非线性误差测量，避免了因样品标称值的不确定度而造成的非线性误差测量精度难以提高的问题。该绝对测量方案综合地考察了光路、探测器、积分球等多种因素在测量结果中引入的非线性误差的影响，在保证非线性误差测量精度的同时，实现了对光学测量仪器最终输出结果的非线性误差的测量。
附图说明
图1是本发明实施例一的一种非线性误差的绝对测量方法的步骤流程图；
图2是本发明实施例二中的0:d条件反射比测量仪的双反射板非线性误差的绝对测量装置图；
图3是使用图2所示装置进行反射比测量仪的反射比的非线性误差测量的步骤流程图；
图4是图2所示装置中一字型光阑放置位置示意图；
图5是图2所示装置中双反射板照明区域示意图；
图6是图2所示装置中双反射板在非线性误差测量中的光路示意图；
图7是本发明实施例三中使用图2所示装置，利用四个反射板测量反射比测量仪的漫反射比的非线性误差的绝对测量的步骤流程图；
图8是本发明实施例三中图2所示装置的四个反射板照明区域示意图；
图9是本发明实施例三中图2所示装置的十字型光阑放置位置示意图；
图10是本发明实施例四中，使用图2所示装置，利用六个反射板测量反射比测量仪的漫反射比的非线性误差的绝对测量的步骤流程图；
图11是本发明实施例四中图2所示装置的“*”型光阑放置位置示意图；
图12是本发明实施例四中图2所示装置的六个反射板照明区域示意图；
图13是本发明实施例五中的d:0条件反射比测量仪的利用双反射板测量反射比测量仪的反射因数的非线性误差的绝对测量装置图；
图14是使用图13所示装置进行反射比测量仪的反射因数的非线性误差测量的步骤流程图；
图15是本发明实施例五中图13所示装置的一字型光阑放置位置示意图；
图16是本发明实施例五中图13所示装置的双反射板探测区域示意图；
图17是本发明实施例五中图13所示装置的光路示意图；
图18是本发明实施例六中的带有参考光路的0:d条件反射比测量仪的非线性误差的绝对测量装置图；
图19是本发明实施例六中使用图18所示装置进行反射比的非线性误差测量的流程图；
图20是本发明实施例七中的测量色度测量仪输出的三刺激值的非线性误差的绝对测量装置图；
图21是本发明实施例七中使用图20所示装置进行非线性误差的绝对测量的流程图；
图22是本发明实施例八的测量白度计的输出结果白度值的非线性误差的绝对测量的流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
参照图1，示出了根据本发明实施例一的一种非线性误差的绝对测量方法的步骤流程图。
本实施例的一种非线性误差的绝对测量方法包括以下步骤：
步骤S102：将N个拼接在一起的反射板同时放置于光学测量仪器的样品口。
其中，N为大于或等于2的自然数，优选地，N小于或等于100。
其中，各个反射板在样品口的覆盖面积相同，光学测量仪器包括但不限于反射比测量仪、或者色度测量仪，或者白度计。
步骤S104：在光学测量仪器的光路中放置光阑，在样品口形成与N个反射板对应的N个光学区域。
其中，N个光学区域均不覆盖反射板在样品口外的边缘，当光学测量仪器为反射比测量仪或色度测量仪或白度计时，光阑放置于反射比测量仪或色度测量仪或白度计的光路中的未放置积分球的照明光路中/或未放置积分球的探测光路中，在样品口形成与N个反射板对应的N个照明区域或探测区域，其中，当光阑放置于未设置积分球的照明光路中时，N个反射板对应的N个照明区域中的各个照明区域的面积、照度相同。当光阑放置于未设置积分球的探测光路中时，N个反射板对应的N个探测区域中的各个探测区域的面积、探测灵敏度相同。
步骤S106：按照光学测量仪器需要测量非线性误差的测量量程，调整使用的反射板的个数，并在每次调整后，获取调整后的反射板放置于样品口时，光学测量仪器的输出结果。
其中，按照光学测量仪器需要测量非线性误差的测量量程，调整使用的反射板的个数步骤包括：
先将拼接在一起的N个反射板作为一组，放置于样品口；当测量光学测量仪器1/M测量量程的非线性误差时，再将N个反射板分成M组，每组内反射板个数为N/M；依次将M组反射板放置于所述样品口，其中，M组中每组内的N/M个反射板按照固定位置放置于样品口；或者，当测量光学测量仪器1/M测量量程的非线性误差时，先将N个反射板分成M组，每组内反射板个数为N/M；依次将M组反射板放置于所述样品口，其中，M组中每组内的N/M个反射板按照固定位置放置于样品口；再将拼接在一起的所述N个反射板作为一组，放置于样品口；其中，N为M的整数倍；固定位置为N个拼接在一起的反射板同时放置于光学测量仪器的样品口时，M组中每组中N/M个反射板在N个反射板中的位置。
步骤S108：对输出结果进行非线性误差计算处理，获取光学测量仪器输出结果的非线性误差。
当光学测量仪器为反射比测量仪时，输出结果包括反射比、或者漫反射比，或者反射因数；当光学测量仪器为色度测量仪时，输出结果包括三刺激值；当光学测量仪器为白度计时，输出结果包括白度值。
其中，反射比指样品反射的光通量与入射光通量的比值；漫反射比指样品反射通量中的漫反射成分与入射光通量的比值；反射因数指样品在指定圆锥所限定的方向反射的光通量与理想漫反射体在同一方向反射的通量的比值；三刺激值为在三色系统中与待测光达到颜色匹配，所需的三种原色刺激的量；白度值为对高（光）反射比和低色纯度的漫射表面色特性的度量。
本实施例中的非线性误差的绝对测量方法，通过在非线性误差测量装置中加入N个反射板，可以实现诸如反射比测量仪器、色度测量仪器以及白度计待多种光学测量仪器的输出结果的非线性误差的绝对测量。在本申请的绝对测量方案中，通过设定反射板的个数，直接改变了仪器样品口不同区域的反射比或色度值或白度值，通过多次的测量结果利用叠加原理计算输出结果的非线性误差，无需通过已知参数的样品进行非线性误差测量，避免了因样品标称值的不确定度而造成的非线性误差测量精度难以提高的问题。该绝对测量方案综合地考察了光路、探测器、积分球等多种因素在测量结果中引入的非线性误差的影响，在保证非线性误差测量精度的同时，实现了对光学测量仪器最终输出结果的非线性误差的测量。
优选地，在步骤S102之后未进行测量之前还可以执行下述步骤：在反射板上设置吸光阱，以覆盖样品口和反射板。通过在反射板上设置吸光阱，吸收样品口镂空部分透过的光，避免了样品口镂空部分的光的反射，使得测得的光学测量仪器的输出结果的非线性误差更精确。
实施例二
以下结合图2与图3对本实施例的非线性误差测量方法进行说明。
其中，图2示出了本实施例中0:d条件反射比测量仪利用双反射板测量反射比的非线性误差的装置图；图3示出了使用图2所示装置进行反射比测量仪的反射比的非线性误差测量的步骤流程图。
如图2所示，0:d条件反射比测量仪利用双反射板测量非线性误差的装置主要包括光路76、上反射板7、下反射板8、控制模块62以及光阑2，其中，光路76主要包括：由卤素灯14和单色仪15组成的光源1、照明物镜3、积分球5以及探测器10，光源1出射的光线经照明物镜3进入积分球5后汇聚到上反射板7与下反射板8上形成光路76，一字型光阑2放置于在该光路的照明光路中，探测器10接收进入积分球内部的光。0:d条件反射比测量仪输出结果为不同波长对应的反射比。
采用图2中所示的装置测量反射比测量仪的反射比的非线性误差的具体步骤如下：
步骤S202：预热反射比测量仪器，对反射比测量仪进行零点校正和基线校正。
其中，对反射比测量仪进行零点校正和基线校正可以由本领域技术人员参照相关实现方式具体实现，在此不再赘述。
步骤S204：将两个反射板拼接在一起，放置于反射比测量仪的样品口。
其中，上反射板7与下反射板8的反射比相同，在样品口6的覆盖面积相同。这两个反射板在样品口有各自固定的放置位置，上反射板7放置于样品口6的上半部分，下反射板8放置于样品口6的下半部分。
步骤S206：在两个反射板上设置吸光阱9，以覆盖样品口和样品口上的两个反射板。
步骤S208：在照明物镜与光源之间的照明光路中放置水平的一字型光阑。
本实施例中所述一字型光阑2放置位置如图4所示，一字型光阑2将照明光路的横截面13分为上下两部分。双反射板照明区域如图5所示，光源1出射的光线经过一字型光阑2遮挡后，由照明物镜3会聚在上反射板7与下反射板8上，使照明光路在样品口6形成上照明区域11和下照明区域12。上照明区域11和下照明区域12的照度相同，并且不覆盖上反射板7与下反射板8的边缘，以此避免光线在边缘的散射对非线性误差测量结果的影响。
步骤S210：探测器接收积分球收集上反射板7与下反射板8的漫反射光，输出响应信号。
步骤S212：控制模块对探测器输出的因漫反射光产生的响应信号进行解析，根据解析结果计算反射比并将其结果输出。其中，反射比输出结果记为Rall(λ)，其中，λ为波长。
步骤S214：将上反射板7与下反射板8分别放置于反射比测量仪器的样品口，进行两次反射比测量，包括：
a）分别放置上下反射板于反射比测量仪器的样品口时，如图6所示，当上反射板7放置于反射比测量仪器的样品口6时，上反射板7放置于样品口6上半部，样品口6的下半部分镂空，光线通过样品口6后照射吸光阱9，被吸光阱9吸收，此时样品口6上半部的反射比等于上反射板7的反射比，样品口6下半部的反射比等于零。
b)当下反射板8置于反射比测量仪器的样品口6时，下反射板8放置于样品口6下半部，样品口6的上半部分镂空，光线通过样品口6后照射吸光阱9，被吸光阱9吸收，此时样品口6上半部的反射比等于零，样品口6下半部的反射比等于下反射板8的反射比。
步骤S216：控制模块分别对探测器输出的因漫反射光产生的响应信号进行解析，根据解析结果获得反射比，并将其结果输出。
反射比输出结果记为R1(λ)、R2(λ)。步骤S218：将输出结果Rall(λ)、R1(λ)、R2(λ)代入转化后的非线性误差计算公式（1）。
本实施例中使用的非线性误差公式（1）
Figure BDA00003465166600091
是由非线性误差计算公式（2）：
Figure BDA00003465166600092
转化得来的。
当光学测量仪器具有光谱测量能力时，输出结果满足公式（3）：
ρ all = R all ( λ ) ρ 1 = R 1 ( λ ) ρ 2 = R 2 ( λ ) · · · · · · ρ M = R M ( λ )
其中，λ为波长，Rall(λ)、R1(λ)、R2(λ)……RM(λ)为波长等于λ时的反射比或漫反射比或反射因数。
将公式（3）代入公式（2）可得转化后的非线性误差计算公式（1）：
L nonlinear ( λ ) = R all ( λ ) - Σ i = 1 ~ M R i ( λ ) Σ i = 1 ~ M R i ( λ )
上述公式中，公式（2）中的ρ1～ρM是光学测量仪器分别测量第1至M组被测件的输出结果，ρall是光学测量仪器同时测量M组被测件的输出结果，Lnonlinear为输出结果在光学测量仪器1/M测量量程的非线性误差，ρ为输出结果，i为自然数；公式（1）中的Lnonlinear(λ)是反射比测量仪器输出的反射比的非线性误差。本实施例中的转化后的非线性误差计算公式（1）适用于反射比测量仪其他输出结果的非线性误差的计算，例如：漫反射比、反射因数。
将输出结果Rall(λ)、R1(λ)、R2(λ)代入转化后的非线性误差计算公式（1）可得，本实施例中的反射比测量仪器的输出结果的非线性误差公式（4）：
L nonlinear ( λ ) = R all ( λ ) - [ R 1 ( λ ) + R 2 ( λ ) ] R 1 ( λ ) + R 2 ( λ )
其中，Lnonlinear(λ)是反射比测量仪器在其反射比量程范围1/2处的反射比的非线性误差，Rall(λ)为双反射板同时放置于样品口时反射比测量仪输出的反射比，R1(λ)为下反射板放置于样品口时，反射比测量仪输出的反射比，R2(λ)为上反射板放置于样品口时，反射比测量仪输出的反射比。
本实施例中的非线性误差的绝对测量方法，通过在非线性误差测量装置中加入N个反射板，可以实现诸如反射比测量仪器、色度测量仪器以及白度计待多种光学测量仪器的输出结果的非线性误差的绝对测量。在本申请的绝对测量方案中，通过设定反射板的个数，直接改变了仪器样品口不同区域的反射比或色度值或白度值，通过多次的测量结果利用叠加原理计算输出结果的非线性误差，无需通过已知参数的样品进行非线性误差测量，避免了因样品标称值的不确定度而造成的非线性误差测量精度难以提高的问题。该绝对测量方案综合地考察了光路、探测器、积分球等多种因素在测量结果中引入的非线性误差的影响，在保证非线性误差测量精度的同时，实现了对反射比测量仪的最终输出结果的非线性误差的测量。
需要说明的是，上述0:d条件的反射比测量仪的非线性误差绝对测量方法，为示例性说明，本领域技术人员应当明了，在实际应用中，其它条件下的反射比测量仪也均可以采用实施例中的测量方法进行输出结果的非线性误差的测量。
实施例三
参照图7，示出了本实施例中使用图2所示装置，将图2中的双反射板换成四个反射板，将一字型光阑换成十字型光阑时测量反射比测量仪的漫反射比的非线性误差的步骤流程图。
采用上述装置进行反射比测量仪的漫反射比的非线性误差的绝对测量的具体步骤如下：
步骤S302：预热反射比测量仪器，对反射比测量仪进行零点校正和基线校正。
步骤S304：将四个反射板拼接在一起，放置于反射比测量仪器的样品口。
本实施例中所述的四个反射板放置位置如图8所示，四个反射板分别为第一反射板16、第二反射板17、第三反射板18与第四反射板19同时放置于反射比测量仪器的样品口6，各个反射板在样品口6的覆盖面积相同，各自有固定的放置位置，第一反射板16放置于样品口6的左上、第二反射板17放置于样品口6的左下、第三反射板18放置于样品口6的右上、第四反射板19放置于样品口6的右下，其中，各个反射板的的漫反射比相同。
步骤S306：在四个反射板上设置吸光阱9，以覆盖样品口和四个反射板。
步骤S308：在照明物镜与光源之间的照明光路中放置十字型光阑。
本实施例中的十字型光阑24的放置位置如图9所示，十字型光阑24将照明光路横截面分为均匀的四部分。如图8所示，照明光路在样品口6形成第一照明区域20、第二照明区域21、第三照明区域22和第四照明区域23。这四块照明区域的照度相同，并且不覆盖第一反射板16、第二反射板17、第三反射板18与第四反射板19的边缘，以此避免光线在反射板边缘的散射对漫反射比的非线性误差测量结果的影响。
步骤S310：探测器接收积分球内部漫反射光，输出漫反射光产生的响应信号。
步骤S312：控制模块对探测器输出的漫反射光产生的响应信号进行解析，根据解析结果获得漫反射比。
其中，漫反射比输出结果记为Rall(λ)，其中，λ为波长。
步骤S314：按照反射比测量仪测量量程的范围，调整使用的反射板的个数，将调整后的反射板分别放置于反射比测量仪的样品口，进行多次测量。
当反射比测量仪测量量程范围1/2处的漫反射比的非线性误差时，将四个反射板分为两组，其中，第一反射板16与第二反射板17为第一组，第三反射板18与第四反射板19为第二组。将第一和第二组反射板分别放置于反射比测量仪器的样品口6，进行两次测量。在放置第一组反射板时依然将第一反射板16放置于样品口的左上，第二反射板放置于样品口的左下，此时样品口的右半部分镂空，在放置第二组反射板时，将第三反射板18放置于样品口的右上，第四反射板放置于样品口的右下，此时，样品口的左半部分镂空。
当反射比测量仪测量量程范围1/4处的漫反射比的非线性误差时，将四个反射板分为四组，将第一至四组反射板分别放置于反射比测量仪器的样品口6，进行四次测量。
其中，第一反射板16为第一组、第二反射板17为第二组、第三反射板18为第三组、第四反射板19为第四组。在分别放置每组反射板时依然将第一反射板16放置于样品口的左上，样品口的其它部分镂空；第二反射板放置于样品口的左下，样品口其它部分镂空；第三反射板18放置于样品口的右上，样品口其他部分镂空；第四反射板放置于样品口的右下，样品口的左半部分镂空，在四种放置方案下分别进行四次测量。
步骤S316：控制模块分别对探测器输出的因积分球内部漫反射光线产生的响应信号进行解析，根据解析结果获得漫反射比并将其输出。
当反射比测量仪测量量程范围1/2处的漫反射比的非线性误差时，输出结果记为R1(λ)、R2(λ))；当反射比测量仪测量量程范围1/4处的漫反射比的非线性误差时，输出结果记为R1(λ)、R2(λ))、R3(λ)、R4(λ)。
步骤S318：将输出结果代入非线性误差计算公式，得出漫反射比的非线性误差。
当反射比测量仪测量量程范围1/2处的漫反射比的非线性误差时，将输出结果Rall(λ)、R1(λ)、R2(λ)代入转化后的非线性误差计算公式（1），可得输出结果的非线性误差公式（5）：
L nonlinear ( λ ) = R all ( λ ) - [ R 1 ( λ ) + R 2 ( λ ) ] R 1 ( λ ) + R 2 ( λ )
其中，Lnonlinear(λ)是反射比测量仪器在其测量量程范围1/2处的漫反射比的非线性误差，Rall(λ)、R1(λ)、R2(λ)分别为波长为λ的反射比测量仪输出的漫反射比，λ为波长。
当反射比测量仪测量量程范围1/4处的漫反射比的非线性误差时，将输出结果Rall(λ)、R1(λ)、R2(λ)、R3(λ)、R4(λ)代入转化后的非线性误差计算公式（1），可得输出结果的非线性误差计算公式（6）：
L nonlinear ( λ ) = R all ( λ ) - Σ i = 1 ~ 4 R i ( λ ) Σ i = 1 ~ 4 R i ( λ )
其中，Lnonlinear(λ)是反射比测量仪器在其漫反射比量程范围1/4处的漫反射的非线性误差，Rall(λ)为波长为λ的反射比测量仪输出的漫反射比，i为当分别放置反射板时的测量次数，λ为波长。
本实施例中的非线性误差的绝对测量方法，通过在非线性误差测量装置中加入N个反射板，可以实现诸如反射比测量仪器、色度测量仪器以及白度计待多种光学测量仪器的输出结果的非线性误差的绝对测量。在本申请的绝对测量方案中，通过设定反射板的个数，直接改变了仪器样品口不同区域的反射比或色度值或白度值，通过多次的测量结果利用叠加原理计算输出结果的非线性误差，无需通过已知参数的样品进行非线性误差测量，避免了因样品标称值的不确定度而造成的非线性误差测量精度难以提高的问题。该绝对测量方案综合地考察了光路、探测器、积分球等多种因素在测量结果中引入的非线性误差的影响，在保证非线性误差测量精度的同时，实现了对反射比测量仪的最终输出结果的非线性误差的测量。
实施例四
图10示出了使用图2中所示装置将图2中的双反射板换成六个反射板，将一字型光阑换成如图11中所示的“*”型光阑时测量反射比测量仪的漫反射比的非线性误差的步骤流程图。
反射比测量仪具有输出反射比或漫反射比或反射因数的能力，本实施例中利用六个反射板实现0:d条件反射比测量仪器输出的漫反射比的非线性误差的绝对测量，具体测量步骤如下：
步骤S402：预热反射比测量仪器，对反射比测量仪进行零点校正和基线校正。
步骤S404：将六个反射板拼接在一起，放置于反射比测量仪器的样品口。
如图12所示，六个反射板同时放置于反射比测量仪器的样品口6，六个反射板分别为：第一反射板63、第二反射板64、第三反射板65、第四反射板66、第五反射板67和第六反射板68，六个反射板在样品口有各自固定的放置位置，六个反射板延逆时针放置于样品口6，且在样品口6的覆盖面积相同，每个反射板的的漫反射比相同。
步骤S406：在六个反射板上设置吸光阱，以覆盖样品口和六个反射板。
如图2所示，使用吸光阱9覆盖住样品口6与放置于样品口6上的六个反射板。
步骤S408：在照明物镜与光源之间的照明光路中放置光阑。
本实施例中所示的“*”型光阑75的放置位置如图11所示，“*”型光阑75将照明光路横截面13分为均匀的六部分。
本实施例中所示的六个反射板照明区域如图12所示，照明光路在样品口6形成第一照明区域69、第二照明区域70、第三照明区域71、第四照明区域72、第五照明区域73、第六照明区域74。这六块照明区域的照度相同，并且不覆盖第一反射板63、第二反射板64、第三反射板65、第四反射板66、第五反射板67、第六反射板68的边缘，以此避免光线在边缘的散射对漫反射比的非线性误差测量结果的影响。
步骤S410：探测器接收积分球内部光线，输出漫反射光产生的响应信号。
步骤S412：控制模块对探测器输出的漫反射光产生的响应信号进行解析，根据解析结果获得漫反射比。
输出的漫反射比结果记为Rall(λ)，其中λ为波长。
步骤S414：按照反射比测量仪需要测量非线性误差的测量量程，调整使用的反射板的个数，将调整后的反射板分别放置于反射比测量仪的样品口，进行多次测量。
当反射比测量仪器测量量程范围1/2处的漫反射比的非线性误差时，将六个反射板分为两组，其中，第一反射板63、第三反射板65、第五反射板67为第一组，第二反射板64、第四反射板66、第六反射板68为第二组。将第一和第二组反射板分别放置于反射比测量仪器的样品口6，进行两次测量。将第一和第二组反射板分别放置于样品口6，每组中的反射板分别放回在步骤404中各个反射板放置的位置，其它未放置反射板的位置为镂空，分别进行两次测量。
当反射比测量仪器测量量程范围1/3处的漫反射比的非线性误差时，将六个反射板分为三组，将第一至三组反射板分别放置于样品口，进行三次测量。其中，第一反射板63、第四反射板66为第一组，第二反射板64、第五反射板67为第二组，第三反射板65、第六反射板68为第三组。在分别放置每组反射板时，被放置的每组中的反射板分别放回在步骤S404中各个反射板放置的位置，其它未放置反射板的位置为镂空，在三种放置方案下分别进行三次测量。
当反射比测量仪器测量量程范围1/6处的漫反射比的非线性误差时，将六个反射板分为六组，将第一至六组反射板分别放置于样品口6，进行六次测量。其中，每组反射板中各有一个反射板。在分别放置每组反射板时，被放置的每组反射板中的反射板分别放回在步骤S404中各个反射板放置的位置，其它未放置反射板的位置为镂空，在六种放置方案下分别进行六次测量。
步骤S416：控制模块分别对探测器输出漫反射光产生的响应信号进行解析，根据解析结果获得漫反射比并将其输出。
当反射比测量仪测量量程范围1/2处的漫反射比的非线性误差时，其输出结果分别记为R1(λ)、R2(λ)。
当反射比测量仪测量量程范围1/3处的漫反射比的非线性误差时，其输出结果分别为R1(λ)、R2(λ)、R3(λ)。
当反射比测量仪测量量程范围1/6处的漫反射比的非线性误差时，其输出结果分别为R1(λ)、R2(λ)、R3(λ)、R4(λ)、R5(λ)、R6(λ)。
步骤S418：将输出结果代入转化后的非线性误差计算公式，得出漫反射比的非线性误差。
当反射比测量仪测量量程范围1/2处的漫反射比的非线性误差时，将输出结果Rall(λ)、R1(λ)、R2(λ)代入转化后的非线性误差计算公式（1），可得输出结果的非线性误差计算公式（7）：
L nonlinear ( λ ) = R all ( λ ) - [ R 1 ( λ ) + R 2 ( λ ) ] R 1 ( λ ) + R 2 ( λ )
其中，Lnonlinear(λ)是反射比测量仪器在其测量量程范围1/2处的漫反射比的非线性误差，Rall(λ)为两组反射板同时放置于样品口时反射比测量仪输出的漫反射比，R1(λ)为第一组反射板放置于样品口时，反射比测量仪输出的漫反射比，R2(λ)为第二组反射板放置于样品口时，反射比测量仪输出的漫反射比。
当反射比测量仪测量量程范围1/3处的漫反射比的非线性误差时，将输出结果Rall(λ)、R1(λ)、R2(λ)、R3(λ)代入转化后的非线性误差计算公式（1），可得输出结果的非线性误差计算公式（8）：
L nonlinear ( λ ) = R all ( λ ) - Σ i = 1 ~ 3 R i ( λ ) Σ i = 1 ~ 3 R i ( λ )
其中，Lnonlinear(λ)是反射比测量仪器在其漫反射比量程范围1/3处的漫反射比的非线性误差，Rall(λ)为三组反射板同时放置于样品口时反射比测量仪输出的漫反射比，Ri(λ)为分别将每组反射板放置于样品口时，反射比测量仪输出的漫反射比，其中，i为分别放置反射板进行测量的次数。
当反射比测量仪测量量程范围1/6处的漫反射比的非线性误差时，将输出结果Rall(λ)、R1(λ)、R2(λ)、R3(λ)、R4(λ)、R5(λ)、R6(λ)代入转化后的非线性误差计算公式（1），可得输出结果的非线性误差计算公式（9）：
L nonlinear ( λ ) = R all ( λ ) - Σ i = 1 ~ 6 R i ( λ ) Σ i = 1 ~ 6 R i ( λ )
其中Lnonlinear(λ)是反射比测量仪器在其测量量程范围1/6处的漫反射比的非线性误差，Rall(λ)为六组反射板同时放置于样品口时反射比测量仪输出的漫反射比，Ri(λ)为分别将每组反射板放置于样品口时，反射比测量仪输出的漫反射比，其中，i为分别放置反射板进行测量的次数。
本实施例中的非线性误差的绝对测量方法，通过在非线性误差测量装置中加入N个反射板，可以实现诸如反射比测量仪器、色度测量仪器以及白度计待多种光学测量仪器的输出结果的非线性误差的绝对测量。在本申请的绝对测量方案中，通过设定反射板的个数，直接改变了仪器样品口不同区域的反射比或色度值或白度值，通过多次的测量结果利用叠加原理计算输出结果的非线性误差，无需通过已知参数的样品进行非线性误差测量，避免了因样品标称值的不确定度而造成的非线性误差测量精度难以提高的问题。该绝对测量方案综合地考察了光路、探测器、积分球等多种因素在测量结果中引入的非线性误差的影响，在保证非线性误差测量精度的同时，实现了对反射比测量仪的最终输出结果的非线性误差的测量。
需要说明的是，光阑的存在主要是将照明光路的横截面等分成与反射板个数相同的份数，本实施例中以“*”型光阑为例将照明光路的横截面等分成六份，但不限于此，其他形状可以满足将照明光路等分六份的光阑也同样适用于本实施例。例如，当测量装置中有两块反射板时，则可选择一字型光阑将照明光路的横截面平均分成两份；当测量装置中有四块反射板时，则可选择十字型光阑将照明光路的横截面等分成四份；当测量装置中需要更多个反射板时，则可根据需要选择相应的可以满足需求的光阑。
实施例五
以下结合图13与图14对本实施例的非线性误差测量方法进行说明。
其中，图13示出了本实施例中的d:0条件反射比测量仪利用双反射板测量反射因数的非线性误差的装置图；图14示出了使用图13所示装置，进行反射比测量仪的反射因数的非线性误差测量的步骤流程图。
如图13所示，非线性误差的绝对测量装置主要包括光路77、上反射板29、下反射板30、控制模块62、以及光阑34其中，光路77主要包括：氙灯32、积分球27、探测物镜25以及光谱仪33，氙灯32出射的光线经过积分球27散射到上反射板29与下反射板30上，反射板29与反射板30的漫反射光经过探测物镜25、一字型光阑34后进入光谱仪33形成光路77。其中，一字型光阑34放置于光路77中的探测光路部分。该反射比测量仪器输出结果为不同波长对应的反射因数。
采用图13中所示的装置测量反射比测量仪的反射比误差具体步骤如下：
步骤S502：预热反射比测量仪器，对反射比测量仪进行零点校正和基线校正。
步骤S504：将两个反射板拼接在一起，放置于反射比测量仪器的样品口。
其中，上反射板29与下反射板30的反射因数相同，在样品口28的覆盖面积相同，这两个反射板在样品口有各自固定的放置位置，上反射板29放置于样品口28的上半部分，下反射板30放置于样品口28的下半部分。
步骤S506：在两个反射板上设置吸光阱，以覆盖样品口和放置于样品口上的两个反射板。
步骤S508：在光谱仪与探测物镜之间的探测光路中放置水平的一字型光阑。
本实施例中的所述的一字型光阑34的放置位置如图15所示，一字型光阑34将探测光路横截面37分为上下两部分。本实施例中所述的探测光路如图16所示，由于一字型光阑34的遮挡，使探测光路在样品口28的探测区域分为两个，其中的上探测区域35和下探测区域36的面积相同、探测灵敏度相同，并且不覆盖上反射板29与下反射板30的边缘，以此避免光线在边缘的散射对非线性误差测量结果的影响。
步骤S510：光谱仪接收上反射板与下反射板漫反射光，输出漫反射光产生的响应信号。
氙灯32出射的光线经过积分球27散射到上反射板29与下反射板30上，两块反射板的漫反射光经过探测物镜25、一字型光阑34后进入光谱仪33。
步骤S512：控制模块对光谱仪因漫反射光产生的响应信号进行解析，根据解析结果计算反射因数。
其中，反射因数输出结果为Rall(λ)，其中，λ为波长。
步骤S514：将上反射板29与下反射板30分别放置于样品口，进行两次测量：
a)当放置上反射板29于样品口28时，如图17所示，上反射板29放置于样品口28上半部，样品口28的下半部分镂空，此时样品口28上半部的反射因数等于上反射板29的反射因数，样品口28下半部的反射因数等于零；氙灯32出射的光线经过积分球27后照明上反射板29。
b)当放置下反射板30于样品口28时，下反射板30放置于样品口28下半部，样品口28的上半部分镂空，此时样品口28上半部的反射因数等于零，样品口28下半部的反射因数等于下反射板30的反射因数；氙灯32出射的光线经过积分球27散射后照明下反射板30。
步骤S516：控制模块分别对光谱仪输出的因漫反射光产生的响应信号进行解析，根据解析结果获得反射因数，其输出结果记为R1(λ)、R2(λ))。
步骤S518：将输出结果Rall(λ)、R1(λ)、R2(λ)代入转化后的非线性误差计算公式（1），可得输出结果的非线性误差计算公式（10）：
L nonlinear ( λ ) = R all ( λ ) - [ R 1 ( λ ) + R 2 ( λ ) ] R 1 ( λ ) + R 2 ( λ )
其中，Lnonlinear(λ)是反射比测量仪器在其反射因数量程范围1/2处的反射因数的非线性误差，Rall(λ)为双反射板同时放置于样品口时反射比测量仪输出的反射因数，R1(λ)为上反射板放置于样品口时，反射比测量仪输出的反射因数，R2(λ)为下反射板放置于样品口时，反射比测量仪输出的反射因数，λ为波长。
本实施例中的非线性误差的绝对测量方法，通过在非线性误差测量装置中加入N个反射板，可以实现诸如反射比测量仪器、色度测量仪器以及白度计待多种光学测量仪器的输出结果的非线性误差的绝对测量。在本申请的绝对测量方案中，通过设定反射板的个数，直接改变了仪器样品口不同区域的反射比或色度值或白度值，通过多次的测量结果利用叠加原理计算输出结果的非线性误差，无需通过已知参数的样品进行非线性误差测量，避免了因样品标称值的不确定度而造成的非线性误差测量精度难以提高的问题。该绝对测量方案综合地考察了光路、探测器、积分球等多种因素在测量结果中引入的非线性误差的影响，在保证非线性误差测量精度的同时，实现了对反射比测量仪的最终输出结果的非线性误差的测量。
本实施例中的非线性误差测量方法还适用于其他条件下的反射比测量仪输出结果的非线性误差的绝对测量，在此不一一列举说明，但都属于本发明要求保护的范围。
实施例六
以下结合图18与图19对本实施例的非线性误差测量方法进行说明。
其中图18示出了本实施例中，测量带有参考光路的0:d条件反射比测量仪利用双反射板测量反射比的非线性误差的装置。图19示出了使用图18所述的装置进行非线性误差测量的流程图。
图18所示装置主要包括被测的积分球照明反射比测量仪器的光路78、上反射板45、下反射板46以及控制模块62，其中被测的积分球照明反射比测量仪器的光路78主要包括：光源38、测量光路物镜41、积分球43、探测器48、反射镜49、参考光路物镜51，其中，由光源38的测量光线出口52出射的光线，经过测量光路物镜41后射向积分球43的样品口44；由参考光线出口53出射的光线，经过参考光路物镜51与反射镜49射到积分球43内壁构成光路78，一字型光阑38置于光路的照明光路部分，光源38出射的光线经过一字型光阑39遮挡后，由测量光路物镜41会聚在上反射板45与下反射板46表面。0:d条件反射比测量仪具有光谱反射比测量能力，输出结果是不同波长对应的反射比。
采用上述装置测量带有参考光路的反射比测量仪输出的反射比的非线性误差的绝对测量步骤如下：
步骤S602：预热反射比测量仪器，对反射比测量仪进行零点校正和基线校正。
步骤S604：将两个反射板拼接在一起，放置于反射比测量仪器的样品口。
其中，上反射板45与下反射板46的反射比相同，在样品口44的覆盖面积相同，反射板的个数N=2。这两个反射板在样品口44有各自固定的放置位置，上反射板45放置于样品口44的上半部分，下反射板46放置于样品口44的下半部分。
步骤S606：在两个反射板上设置吸光阱47，以覆盖样品口和样品口上的两个反射板。
步骤S608：在测量光路物镜与光源之间的照明光路40中放置水平的一字型光阑。
步骤S610：控制模块获取探测器因积分球内漫反射光产生的响应信号，并进行解析，根据解析结果获得反射比，并将其结果输出。
其中，该仪器输出的反射比结果记为Rall(λ)，其中，λ为波长。
步骤S612：将上反射板45与下反射板46分别放置于反射比测量仪器的样品口，进行两次反射比测量。
步骤S614：控制模块分别获取探测器因积分球内漫反射光产生的响应信号，并进行解析，根据解析结果获得反射比，并将其结果输出。
其输出的反射比结果分别记为R1(λ)、R2(λ)。
步骤S616：将Rall(λ)、R1(λ)、R2(λ)代入转化后的非线性误差计算公式（1）。
可得输出结果的非线性误差计算公式（11）：
L nonlinear ( λ ) = R all ( λ ) - [ R 1 ( λ ) + R 2 ( λ ) ] R 1 ( λ ) + R 2 ( λ )
其中，Lnonlinear(λ)是反射比测量仪器在其反射比量程范围1/2处的反射比的非线性误差，Rall(λ)为双反射板同时放置于样品口时反射比测量仪输出的反射比，R1(λ)为上反射板放置于样品口时，反射比测量仪输出的反射比，R2(λ)为下反射板放置于样品口时，反射比测量仪输出的反射比，λ为波长。
本实施例中的非线性误差的绝对测量方法，通过在非线性误差测量装置中加入N个反射板，可以实现诸如反射比测量仪器、色度测量仪器以及白度计待多种光学测量仪器的输出结果的非线性误差的绝对测量。在本申请的绝对测量方案中，通过设定反射板的个数，直接改变了仪器样品口不同区域的反射比或色度值，通过多次的测量结果利用叠加原理计算输出结果的非线性误差，无需通过已知参数的样品进行非线性误差测量，避免了因样品标称值的不确定度而造成的非线性误差测量精度难以提高的问题。该绝对测量方案综合地考察了光路、探测器、积分球等多种因素在测量结果中引入的非线性误差的影响，在保证非线性误差测量精度的同时，实现了对带有参考光路的反射比测量仪最终输出结果的非线性误差的测量。
实施例七
以下结合图20与图21对本实施例的非线性误差测量方法进行了说明。
图20示出了本实施例中测量色度测量仪输出的三刺激值的非线性误差的绝对测量装置，图21示出了采用图20所示装置进行非线性绝对测量的流程图。
如图20所示，该测量装置主要包括光路79、上反射板56、下反射板57、控制模块62以及光阑60，其中，光路79主要包括：光源54、物镜59、样品口58以及色度传感器61，其中，由光源54出射的光线与样品口58成45度角，出射光线汇聚于下反射板56与上反射板57,经过物镜59进入色度传感器61，其中色度传感器61与物镜59的连线垂直于样品口58形成光路79，光阑60置于光路中的探测光路部分。该装置可以实现45:0条件的下的色度测量仪的输出结果的非线性误差的测量，输出结果为三刺激值。
采用图20所示装置测量三刺激值的非线性误差的具体步骤如下：
步骤S702：预热反射比测量仪器，对反射比测量仪进行零点校正和基线校正。
步骤S704：将两个反射板拼接在一起，放置于色度测量仪的样品口。
其中，上反射板57与下反射板56的反射因数相同，并在样品口58的覆盖面积相同，反射板的个数N=2。两个反射板在样品口有各自固定的放置位置，上反射板57放置于样品口58的上半部分，下反射板56放置于样品口58的下半部分。
步骤S706：在两个反射板上设置吸光阱55，以覆盖样品口和样品口上的两个反射板。
步骤S708:在色度传感器与物镜之间的光路中放置水平的一字型光阑。
如图12所示，一字型光阑60将探测光路分为上下两部分。此时，光源54出射的光线45度照明上反射板57与下反射板56，漫反射光经过物镜59、一字型光阑60后进入色度传感器61。
步骤S710：色度传感器接收漫反射光，输出漫反射光产生的响应信号。
步骤S712:控制模块对色度传感器输出的响应信号进行解析，根据解析结果获得三刺激值并将其输出。
其中，输出的三刺激值记为[Xall,Yall,Zall]，其中，经零点校正后输出的三刺激值满足ρall=[Xall,Yall,Zall]。
步骤S714：将上反射板57与下反射板56分别放置于反射比测量仪器的样品口，进行两次三刺激值测量，分别为：
a)当上反射板57放置于样品口58上半部时，样品口58的下半部分镂空；此时样品口58上半部的反射因数等于上反射板57的反射因数，样品口58下半部的反射因数等于零。
b)当下反射板56放置于样品口58下半部，样品口58的上半部分镂空，此时样品口58上半部的反射因数等于零，样品口58下半部的反射因数等于下反射板56的反射因数。
步骤S716：控制模块分别对色度传感器输出的因漫反射光产生的响应信号进行解析，根据解析结果获得三刺激值，并将其结果输出。
其输出结果记为[X1,Y1,Z1]、[X2,Y2,Z2]，其中[X1,Y1,Z1]=ρ1，[X2,Y2,Z2]=ρ2。
步骤S718：将输出结果[Xall,Yall,Zall]、[X1,Y1,Z1]、[X2,Y2,Z2]代入非线性误差计算公式（2）。
可得，该45:0光路结构的色度测量仪的三刺激值的非线性误差Xnonlinear、Ynonlinear、Znonlinear满足公式（12）：
X nonlinear = X all - Σ i = 1 ~ M X i Σ i = 1 ~ M X i Y nonlinear = Y all - Σ i = 1 ~ M Y i Σ i = 1 ~ M Y i Z nonlinear = Z all - Σ i = 1 ~ M Z i Σ i = 1 ~ M Z i
其中，Xnonlinear、Ynonlinear、Znonlinear为三刺激值的非线性误差，X、Y、Z为输出的三刺激值，i为分别放置反射板时的测量次数。
本实施例中的非线性误差测量方法还适用于其他条件下的色度测量仪输出结果的非线性误差的绝对测量，在此不一一列举说明，但都属于本发明要求保护的范围。
本实施例中的非线性误差的绝对测量方法，通过在非线性误差测量装置中加入N个反射板，可以实现诸如反射比测量仪器、色度测量仪器以及白度计待多种光学测量仪器的输出结果的非线性误差的绝对测量。在本申请的绝对测量方案中，通过设定反射板的个数，直接改变了仪器样品口不同区域的反射比或色度值或白度值，通过多次的测量结果利用叠加原理计算输出结果的非线性误差，无需通过已知参数的样品进行非线性误差测量，避免了因样品标称值的不确定度而造成的非线性误差测量精度难以提高的问题。该绝对测量方案综合地考察了光路、探测器、积分球等多种因素在测量结果中引入的非线性误差的影响，在保证非线性误差测量精度的同时，实现了对色度测量仪的最终输出结果的非线性误差的测量。
实施例八
参照图22，示出了本实施例使用图13中的装置实现d:0条件下白度计的输出结果白度值的非线性误差的绝对测量方法的步骤流程图。输出结果为白度值。
本实施例的测量输出结果白度值的非线性误差的绝对测量方法包括以下步骤：
步骤S802：预热白度计，对白度计进行零点校正和基线校正。
步骤S804：将两个反射板拼接在一起，放置于反射比测量仪的样品口。
其中，上反射板29与下反射板30的白度值相同，在样品口28的覆盖面积相同，反射板的个数N=2。
步骤S806：在两个反射板上设置吸光阱，以覆盖住样品口与放置于样品口上的两个反射板。
步骤S808：在光谱仪与探测物镜之间的探测光路中放置水平的一字型光阑。
如图15所示，一字型光阑34将探测光路横截面37分为上下两部分。如图16所示，由于一字型光阑34的遮挡，使探测光路在样品口28的探测区域分为两个，其中的上探测区域35和下探测区域36的面积相同、探测灵敏度相同，并且不覆盖上反射板29与下反射板30的边缘，以此避免光线在边缘的散射对非线性误差测量结果的影响。
此时，氙灯32出射的光线经过积分球27散射到上反射板29与下反射板30上，两个反射板的漫反射光经过探测物镜25、一字型光阑34后进入光谱仪33。
步骤S810：控制模块对光谱仪输出的漫反射光产生的响应信号进行解析，根据解析结果获得白度值，并将其结果输出。
其中，白度值结果记为Wall，经校正后的白度计输出的结果满足ρall=Wall。
步骤S812：将上反射板29与下反射板28分别放置于样品口，进行两次测量。
a)在放置上反射板29与样品口28时，如图17所示，上反射板29放置于样品口28上半部，样品口28的下半部分镂空，此时样品口28上半部的白度值等于上反射板29的白度值，样品口28下半部的白度值等于零。
b)在放置下反射板28与样品口29时，下反射板30放置于样品口28下半部，样品口28的上半部分镂空，此时样品口28上半部的白度值等于零，样品口28下半部的白度值等于下反射板30的白度值。
步骤S814：控制模块分别对光谱仪输出的响应信号进行解析，根据解析结果获得白度值并将其输出。
氙灯32出射的光线经过积分球27照明上反射板29，此时，控制模块62根据光谱仪33的响应信号计算白度值，其输出的白度记为W1，其中W2=ρ2。氙灯32出射的光线经过积分球27散射后照明下反射板30，那么控制模块62输出的白度值结果记为W2，其中W2=ρ2。
步骤S816:将输出的白度值Wall、W1、W2代入转化后的非线性误差计算公式（2）计算白度值的非线性误差。
白度计的非线性Lnonlinear满足公式（13）：
L nonlinear = W all - [ W 1 + W 2 ] W 1 + W 2
其中，Lnonlinear为白度计输出的白度值的非线性误差，Wall为双反射板同时放置于样品口时白度计输出的白度值，W1为上反射板放置于样品口时，白度计输出的白度值，W2为下反射板放置于样品口时，白度计输出的白度值。
本实施例中的非线性误差的绝对测量方法，通过在非线性误差测量装置中加入N个反射板，可以实现诸如反射比测量仪器、色度测量仪器以及白度计待多种光学测量仪器的输出结果的非线性误差的绝对测量。在本申请的绝对测量方案中，通过设定反射板的个数，直接改变了仪器样品口不同区域的反射比或色度值或白度值，通过多次的测量结果利用叠加原理计算输出结果的非线性误差，无需通过已知参数的样品进行非线性误差测量，避免了因样品标称值的不确定度而造成的非线性误差测量精度难以提高的问题。该绝对测量方案综合地考察了光路、探测器、积分球等多种因素在测量结果中引入的非线性误差的影响，在保证非线性误差测量精度的同时，实现了对白度计最终输出结果的非线性误差的测量。
本实施例中的非线性误差测量方法还适用于其他条件下的白度计输出结果的非线性误差的绝对测量，在此不一一列举说明，但都属于本发明要求保护的范围。
实施例九
再次参照图2、图13以及图20，对本实施例的光学测量仪器的输出结果的非线性误差的绝对测量装置进行说明。
该非线性误差的测量装置包括：N个反射板、光阑以及控制模块，其中，所述N为大于或等于2的自然数，优选地，N小于或等于100。
其中，N个反射板，用于拼接在一起后同时放置于光学测量仪器的样品口，其中，各个反射板在样品口的覆盖面积相同；以及，按照光学测量仪器测量量程的范围，调整使用的反射板的个数后，放置于所述样品口，其中，光学测量仪器包括但不限于反射比测量仪、或者色度测量仪，或者白度计。光学测量仪器对应于N个反射板中各个反射板输出的输出结果相同。
反射比测量仪输出结果包括反射比、或者漫反射比，或者反射因数；色度测量仪输出结果包括三刺激值；白度计输出结果包括白度值。其中，反射比指样品反射的光通量与入射光通量的比值；漫反射比指样品反射通量中的漫反射成分与入射光通量的比值；反射因数指样品在指定圆锥所限定的方向反射的光通量与理想漫反射体在同一方向反射的通量的比值；三刺激值为在三色系统中与待测光达到颜色匹配，所需的三种原色刺激的量；白度值为对高（光）反射比和低色纯度的漫射表面色特性的度量。
光阑放置于光学测量仪器的光路中，在样品口形成与N个反射板对应的N个光学区域，其中，N个光学区域均不覆盖反射板在样品口外的边缘；光阑根据反射板的个数N的不同，会有所不同，其作用就是将光学区域分成与反射板个数对应的N个光学区域。
其中，当光学测量仪器为反射比测量仪或色度测量仪或百度计时，光阑放置于反射比测量仪或色度测量仪或白度计的光路中的未设置积分球的照明光路中和/或未设置积分球的探测光路中，在样品口形成与N个反射板对应的N个照明区域或探测区域。当光阑放置于未设置积分球的照明光路中时，N个反射板对应的N个照明区域中的各个照明区域的面积、照度相同，当光阑放置于未设置积分球的探测光路中时，N个反射板对应的N个探测区域中的各个探测区域的面积、探测灵敏度相同。
控制模块，用于当N个反射板拼接在一起后同时放置于光学测量仪器的所述样品口时，对接收到的漫反射光产生的响应信号进行解析，根据解析结果获得光学测量仪器的输出结果；以及，当按照光学测量仪器需要测量非线性误差的测量量程，调整使用的反射板的个数后，放置于所述样品口时，对接收到的漫反射光产生的响应信号进行解析，根据解析结果获得光学测量仪器的输出结果。
其中，按照光学测量仪器的测量量程的范围，调整使用的反射板的个数具体实现方式如下：先将拼接在一起的N个反射板作为一组，放置于所述样品口；当测量光学测量仪器1/M测量量程的非线性误差时，再将N个反射板分成M组，每组内反射板个数为N/M；依次将M组反射板放置于样品口，其中，M组中每组内的N/M个反射板按照固定位置放置于样品口；或者，当测量光学测量仪器1/M测量量程的非线性误差时，先将N个反射板分成M组，每组内反射板个数为N/M；依次将M组反射板放置于所述样品口，其中，M组中每组内的N/M个反射板按照固定位置放置于样品口；再将拼接在一起的N个反射板作为一组，放置于所述样品口；其中，N为M的整数倍；固定位置为N个拼接在一起的反射板同时放置于光学测量仪器的样品口时，M组中每组内的N/M个反射板在N个反射板中的位置。
需要说明的是，当被测光学测量仪器的输出结果不同时，非线性误差测量装置中控制模块的连接位置不同。当被测光学测量仪器的输出结果为反射比或漫反射比时，非线性误差测量装置为如图2所示的装置，控制模块与探测器相连；当被测光学测量仪器的输出结果为反射因数或白度值时，非线性误差测量装置为如图13所示的装置，控制模块与光谱仪相连；当被测光学测量仪器的输出结果为三刺激值时，非线性误差测量装置为如图20所示装置，控制模块与色度传感器相连。
本实施例中的非线性误差的绝对测量方法，通过在非线性误差测量装置中加入N个反射板，可以实现诸如反射比测量仪器、色度测量仪器以及白度计待多种光学测量仪器的输出结果的非线性误差的绝对测量。在本申请的绝对测量方案中，通过设定反射板的个数，直接改变了仪器样品口不同区域的反射比或色度值或白度值，通过多次的测量结果利用叠加原理计算输出结果的非线性误差，无需通过已知参数的样品进行非线性误差测量，避免了因样品标称值的不确定度而造成的非线性误差测量精度难以提高的问题。该绝对测量方案综合地考察了光路、探测器、积分球等多种因素在测量结果中引入的非线性误差的影响，在保证非线性误差测量精度的同时，实现了对光学测量仪器最终输出结果的非线性误差的测量。
优选地，非线性误差的测量装置还可以包括吸光阱，吸光阱放置于N个拼接在一起的同时放置于光学测量仪器的样品口本的反射板上，以覆盖住光学测量仪器的样品口与放置于样品口上的反射板。
该优选地非线性误差的测量装置，通过在反射板上设置的吸光阱，吸收样品口镂空部分透过的光，避免了样品口镂空部分的光的反射，使得测得的光学测量仪器的输出结果的非线性误差更精确。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上对本发明所提供的一种非线性误差的绝对测量方法和装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种非线性误差的绝对测量方法，包括：
将N个拼接在一起的反射板同时放置于光学测量仪器的样品口，其中，各个所述反射板在所述样品口的覆盖面积相同，所述N为大于或等于2的自然数；
在所述光学测量仪器的光路中放置光阑，在所述样品口形成与所述N个反射板对应的N个所述光学区域，其中，所述N个光学区域均不覆盖所述反射板的边缘；
按照所述光学测量仪器需要测量非线性误差的测量量程，调整使用的反射板的个数，并在每次调整后，获取调整后的所述反射板放置于所述样品口时，所述光学测量仪器的输出结果；
对所述输出结果进行非线性误差计算处理，获取所述光学测量仪器输出结果的非线性误差。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光学测量仪器为反射比测量仪、或者色度测量仪，或者白度计；
当所述光学测量仪器为所述反射比测量仪时，所述输出结果包括反射比、或者漫反射比，或者反射因数；
当所述光学测量仪器为所述色度测量仪时，所述输出结果包括三刺激值；
当所述光学测量仪器为所述白度计时，所述输出结果包括白度值。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，
当所述光学测量仪器为所述反射比测量仪或色度测量仪或所述白度计时，所述光阑放置于所述反射比测量仪或色度测量仪或所述白度计的所述光路中的未设置积分球的照明光路中和/或未设置积分球的探测光路中，在所述样品口形成与所述N个反射板对应的N个所述照明区域或所述探测区域。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，
当所述光阑放置于未设置积分球的照明光路中时，所述N个反射板对应的N个所述照明区域中的各个照明区域的面积、照度相同；当所述光阑放置于未设置积分球的探测光路中时，所述N个反射板对应的N个所述探测区域中的各个探测区域的面积、探测灵敏度相同。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述将N个拼接在一起的反射板同时放置于光学测量仪器的样品口的步骤之后，还包括：
在所述反射板上设置吸光阱，以覆盖所述样品口和所述反射板。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述N个反射板的反射比或漫反射比或反射因数或三刺激值或白度相同。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述按照所述光学测量仪器需要测量非线性误差的测量量程，调整使用的反射板的个数步骤包括：
先将拼接在一起的所述N个反射板作为一组，放置于所述样品口；当测量所述光学测量仪器1/M测量量程的非线性误差时，再将所述N个反射板分成M组，每组内反射板个数为N/M；依次将所述M组反射板放置于所述样品口，其中，所述M组中每组内的N/M个反射板按照固定位置放置于样品口；
或者，
当测量所述光学测量仪器1/M测量量程的非线性误差时，先将所述N个反射板分成M组，每组内反射板个数为N/M；依次将所述M组反射板放置于所述样品口，其中，所述M组中每组内的N/M个反射板按照固定位置放置于样品口；再将拼接在一起的所述N个反射板作为一组，放置于所述样品口；
其中，所述N为所述M的整数倍；所述固定位置为所述N个拼接在一起的反射板同时放置于光学测量仪器的样品口时，所述M组中每组内的N/M个反射板在所述N个反射板中的位置。
8.一种非线性误差的绝对测量装置，其中，所述非线性误差的绝对测量装置包括：N个反射板、光阑以及控制模块，其中，所述N为大于或等于2的自然数；
其中，
所述N个反射板，用于拼接在一起后同时放置于光学测量仪器的样品口，其中，各个所述反射板在所述样品口的覆盖面积相同；以及，按照所述光学测量仪器测量量程的范围，调整使用的反射板的个数后，放置于所述样品口；
所述光阑放置于所述光学测量仪器的光路中，在所述样品口形成与所述N个反射板对应的N个所述光学区域，其中，所述N个光学区域均不覆盖所述反射板的边缘；
所述控制模块，用于当所述N个反射板拼接在一起后同时放置于所述光学测量仪器的所述样品口时，对接收到的漫反射光产生的响应信号进行解析，根据解析结果获得所述光学测量仪器的输出结果；以及，当按照所述光学测量仪器测量量程的范围，调整使用的反射板的个数后，放置于所述样品口时，对接收到的漫反射光产生的响应信号进行解析，根据解析结果获得所述光学测量仪器的输出结果。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述非线性误差的绝对测量装置还包括吸光阱，所述吸光阱设置于所述反射板上，以覆盖所述样品口和所述反射板。
10.根据权利要求8或9所述的装置，其中，所述光学测量仪器为反射比测量仪、或者色度测量仪，或者白度计；
当所述光学测量仪器为所述反射比测量仪或色度测量仪或所述白度计时，所述光阑放置于所述反射比测量仪或色度测量仪或所述白度计的所述光路中的未设置积分球的照明光路中/或未放置积分球的探测光路中，在所述样品口形成与所述N个反射板对应的N个所述照明区域或所述探测区域。
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