基于RGB三基色原理的手持式颜色检测仪的设计

　　颜色检测和颜色变化的识别在工业应用中起着很重要的作用。影响颜色检测准确度的参数主要有:照射光、物体反射、光源方位、观测方位和传感器特性等。如何处理好这些参数的稳定性，从而得到准确的测量结果是目前存在的主要问题之一。

　　三基色(RGB)颜色传感器在检测中应用较为广泛，像上述较为困难的检测任务一般都采用以颜色传感器为核心的解决方案川。目前国内尚无此类研究的产品，国外产品如美国潘东公司生产的颜色检测仪，一般采用多个彩色发光二极管模拟白光照明，数据采集和处理方面使用的单片机速度也比较缓慢。本方案直接实现了白色光照明[z]，数据处理方面采用Plc系列单片机，处理速度更快。

1 测量原理和测量系统的总体结构

　　1.1颜色传感器

　　采用Mcs系列的RGB三基色颜色传感器，对相似颜色和色调的检测可靠性较高。MCS彩色传感器是最小的三基色传感器，它具备小尺寸设计，高质量滤波器和3种颜色同步记录的特点。3个不同区域的颜色识别响应，类似于人眼。每个光电管对相应光谱滤波器的彩色光最敏感，为红色，绿色，蓝色。这种光电管的环型排列，适合辅助光纤测量信号的祸合。完整三基色彩色传感器(MCSi)由19x3个Si-PIN光电管集成在一起，如图1。它们被组合在直径为3mm的六边形矩阵内，集成了高质量、长期稳定的彩色滤波器，允许信号频率达到1MHz。为了减小光电管的相互干扰，通过附加结构，将各自独立的部分彼此隔离开，因此精密度较高，能准确区别极其相似的颜色，甚至相同颜色的不同色调。主要应用:颜色识别探测，有颜色目标的识别分拣，位置探测，色度校准，等。

　　1.2测量系统总体结构

　　测量系统总体结构如图2所示，该仪器内部主要由传感器、信号调理电路、照明光源、单片机、内存和液晶显示等几部分组成。

　　2测量系统工作过程与硬件设计

　　系统具体工作过程为:系统上电，在显示屏提示测量状态下按下测量按钮，打开照明光源，颜色传感器感应被测物体颜色，产生的信号经过放大电路处理送给单片机处理，单片机将处理好的信号送液晶显示屏显示出被测物体颜色的具体数值或编码。由于是手持式测量仪，采用gV标准电池供电，因此选用低功耗的元器件，延长使用时间，节约能源。

　　2.1照明光源

　　方案采用的是白色发光二极管照明川。由于传感器的每个部分是针对一种颜色光的反射强度来实现检测目的的，因此照明光源应包含这些光的光谱范围，而白色光正是各种颜色光的光谱叠加，因此选择白色贴片发光二极管照明，如图3。