基于RGB三基色原理的手持式色度仪的设计

　　介绍了一种基于RGB三基色原理的手持式颜色检测仪的设计。本系统以MCS系列颜色传感器和PICl8F系列单片机为核心，根据微电流测量原理，采取了有效的抗干抚措施，实现可靠的信号采集和处理，从而快速、准确地获得了物体的颜色信息。实验结果表明本系统基本满足设计要求，拥有广泛的应用前景。

　　颜色传感技术是现代颜色测量仪器核心技术之一，已发展为集光学、机械、电子于一体的系统。随着现代工业生产向高速化、自动化方向的发展。对产品颜色的检查和颜色品质的控制提出了严格的要求，使用颜色测量仪器也成为了对产品颜色进行客观评价的主要手段。

　　在颜色的检测与识别中，影响其准确度的参数有很多.如照明光源、传感器特性、接收部分、信号处理等，都会直接影响到测量的结果。如何处理好这些参数从而得到准确的测量结果是目前的主要问题之一。目前在检测中三基色(RGB)颜色传感器应用较为广泛，本文将介绍一种基于RGB三基色原理的手持式颜色检测仪的实现方法。

　　1 测量系统结构及测量原理

　　如图1所示，本系统主要由颜色传感器、照明光源、信号处理电路、单片机和液晶显示等部分组成。

　　1.1 颜色传感器

　　RGB三基色传感器是通过测量构成物体颜色的三基色的反射比率实现颜色检测的，由于其精密度极高，所以能准确区别极其相似的颜色，甚至是相同颜色的不同色调。本设计方案选用的是MCS系列的RGB三基色颜色传感器。

　　1.2 照明光源

　　本设计要求的测量光谱范围为380nm～750nm，而白色光基本能够覆盖此光谱范围，因此选择白色贴片发光二极管照明。用白色光照明代替多种单色光模拟白光照明，从理论和具体实践上都能提高照明效果，并且简化设计方法。多个白色发光二极管组成环形45°(照明)/0°(测量)环形照明系统。

　　1.3 信号处理电路

　　颜色传感器的输出信号一般是纳安级的微小电流，这给测量带来了不便。首先，要将微小的电流信号转换为电压信号，以便后续A/D转换电路和单片机进行处理，同时还要完成放大的过程。如何在尽量减小失真的情况下完成光电流信号的转换和放大，是测量工作中必须要解决的问题。

　　1.3.1 微电流测量原理

　　微电流信号源可以看作是内阻非常大的电流源IS，具有接地端的微电流测量原理如图2所示。对于输入阻抗和放大倍数均无穷大的理想运算放大器来讲，输出电压V0=ISRf。理论上，只要电阻Rf取得足够大，即使电流IS很小，也可得到较大的输出电压V0。