本课题基于光度学、色度学理论,设计了一种采用分光光度型测量方法对材料的光谱光度特性及其色度评价参数进行测量的光电系统。本论文主要对该系统设计方案在对材料光谱光度特性的测量方面进行了系统的阐述,同时针对光源光谱光度特性的测量和评价对本系统扩展应用进行了探讨和设计。传统的光谱光度计采用单色仪作为光谱扫描的手段,因而速度很慢,本系统采用硅光电池作为参考通道的光电探测器来监视光源稳定性,以海洋光学的USB2000光谱探测模块作为测量通道光谱探测的核心模块,自行设计PC软件进行数据采集和处理,可独立快速地完成对材料光谱反射比、光谱透射比的测量和试样色度参数的计算与评价、测试数据的存储以及数据分析等功能。 全文共分七章。第一章为绪论,介绍了材料光谱光度特性测量在国内外的发展情况,在纺织印染、制浆造纸、建筑材料、航天材料和光学仪器零件等相关工业领域内应用的历史和现状,说明了在工业生产中进行准确的光谱光度特性测量的重要性,并在此基础上提出了课题的研究方向。第二章简要介绍了本课题设计中所涉及到的光度学、色度学理论和知识背景,是本文的理论基础部分。第三章给出了本系统的总体设计方案,介绍了系统的总体结构设计、光谱光度定标以及材料光谱特性的测量方案,并在此基础上将系统设计分为硬件系统和软件系统分别展开论述。第四章为硬件设计,主要包括光源稳定性监视系统的设计方法和光谱探测系统(海洋光学的光谱探测模块)的内部实现机制,从功能构成及其电气原理方面对光源稳定性监视系统的各个子功能进行阐述,并对各个子系统的功能实现提出了切实可行的解决方案。第五章主要介绍PC材料光谱光度特性测试软件,给出了一种使用个人计算机(PC)来控制仪器以实现对材料光谱光度特性的测量,并在此基础上进行测试数据的分组管理、直观显示和数据分析的软件实现方法。第六章主要是对系统的测试性能进行检定,采用中国计量科学研究院提供的一套标准反射板和透射板对本系统的准确度和精确度等指标进行了计量测试和评价。对测量结果的详细分析和讨论表明,本课题设计的材料光谱光度测试系统达到了预期的技术性能。第七章主要是针对光源光谱特性的测试对系统进行了扩展设计研究,并从系统结构和软件方面进行了说明。最后,在对本课题相关研究和技术进行总结的基础上,对本系统可能的改进方向进行了展望。