色差計是典型的光電積分式物體顏色測量儀器，它廣泛應用于工業(yè)領域顏色產品的品質管理中。色差計利用儀器內部的標準光源照明被測物體，經過透射或反射測出物體的三刺激值和色品坐標；在需要測量兩種接近的顏色時，可以根據(jù)不同的色差公式計算出兩種顏色的色差。該類儀器一般都在配置專用微機系統(tǒng)，可以對被測顏色樣品進行信號采集，數(shù)據(jù)處理以及測試結果顯示打印等輸出操作。

在系統(tǒng)結構上，色差計通常由照明光源、光電探測器、信號放大、數(shù)字顯示和打印、數(shù)據(jù)處理單元等幾大部分組成。其中光電探測器常用硅光電器件，并且分別帶有三個修正濾光片組，使其光譜響應與CIE光譜三刺激值曲線`x（λ）、`y（λ）和`z（λ）相匹配。圖3所示為一種能測量反射或透射顏色樣品的色差計的俯視圖和側視圖，其照明月觀察條件是0/d。光源的光束經過聚透鏡（透射樣品），以及45°反射鏡透射到反射樣品上，積分球收集樣品表面反射（或者透射樣品）的輻射通量。積分球的內壁涂有中性白色漫反射材料，如氧化鎂（MgO）或硫酸鋇（BaSO₄）。光電探測器X、Y、Z分別安裝在球壁的三個測量孔上，它們可以同時接收樣品的反射或透射輻射通量。測量透射樣品時，在樣品測量孔上放置氧化鎂或硫酸鋇中性白板。這類儀器可用于測量在某種CIE標準光源（如D₆₅、C等）照明下，反射或透射顏色樣品的三刺激值和色品坐標，如果需要測量熒光物體的熒光相關特性，則應該采用具有紫外輻射的CIE標準照明體D65作為照明光源（一般為模擬D₆₅照明），這樣才能真實反映熒光物體的顏色特征。

同樣，色差計的精度與其光譜特征符合盧瑟條件的程度有關。一般，在色差計探測器的光譜修正中，要使儀器完全符合盧瑟條件的不可能的，只能是近似匹配。為了減少光探測器光譜修正不完善所帶來的誤差，應該根據(jù)待測樣品的顏色，選用不同的標準色板或標準濾色片來校正測色儀器。將選定的標準色板或標準濾色片放入儀器，并調節(jié)儀器的輸出結果，使測得的三刺激值與標準色板或標準濾色片的定標值一致，然后儀器才能用于實際測試。通常，色差計配有4~10塊不同顏色的標準色板或標準濾色片，其中三刺激值有高精度分光光度計預先標定。如果被測的反射或透射色樣與校正用標準色板或標準濾色片的顏色相近，則可以認為兩者具有近似的光譜反射或透射特征，這是色差計測得的色度參數(shù)就有較高的可靠性。

此外，色差計的測量精度還與儀器的光源、光探測器的穩(wěn)定性等密切相關。在整個測量過程中，如果光源色溫變化，其相對光譜功率分布就會改變，導致其與盧瑟條件的匹配精度降低，故其測色精度也隨之下降。因此，為了保證測色儀器的長期測量精度，需要定期進行相關檢查，必要時應該更換光源等器件。

在儀器標定之后的測量過程中，為了消除或減弱光源可能發(fā)生的變化對測色精度的影響，可以通過雙光路系統(tǒng)結構的設計來加以改進，其中參考通道用于監(jiān)視照明光源的發(fā)光特性，并實時地修正光源波動對測量通道中顏色信號的影響。

為滿足各種實際測量需求，色差計結構設計有各種形式。

如圖4所示，這是便攜式色差計的測量部件。其照明與觀察條件為8/d方式，X、Y、Z探測器被漫射照明，標準色板或被測樣品的鏡面發(fā)射組分被光澤陷阱所吸引。該系統(tǒng)特別適用于對紡織品等的顏色測量，因為紡織品的經緯線對不同方向的入射光的發(fā)射特性不同，當樣品在測量孔上旋轉時會造成反射光的變化，而采用積分球收集發(fā)射光的方式，則可以減小這些影響。

圖5為采用45/0照明與觀察幾何條件的測量部件示意。該結構利用空腔反射的效果，把氙燈的光進行均勻混合，并在45°方向上照射被測樣品，樣品表面的反射經過光導纖維1照明X、Y、Z光電探測器，光導纖維2用以監(jiān)視氙燈發(fā)光強度的變化，并對光源波動進行修正。