第３３卷第６期２００７年１１月
中国测试技术
ＣＨＩＮＡＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．６Ｎｏｖ．２００７
分光光度计波长误差的产生和控制方法
袁
摘
礼
（中国测试技术研究院，四川成都６１００６１）
要：通过对影响分光光度计测量准确性的因素进行分析，认为波长准确度是其中的主要因素。对检定用波长标
准进行特性研究，确定各种标准器的用途；对波长误差的构成原理进行分析，确定波长误差的调整方法；综合对检定波长产生误差的相关方面进行论述，全面提出了控制波长误差的具体方法，为控制影响分光光度计测量准确度的波长误差提出了一套解决方案。
关键词：分光光度计；波长标准器；波长误差；调整；控制中图分类号：ＴＨ７４４．１２＋１，ＴＭ９３０．１１５
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７２－４９８４（２００７）０６－００４５－０３
Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｅｒｒｏｒｓａｎｄｔｈｅｉｒｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓ
ＹＵＡＮＬｉ
（ＮａｔｉｏｎａｌＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄＴｅｓｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００６１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｒｅｇａｒｄｉｎｇｔｏｔｈｏｓｅｆａｃｔｏｒｓａｆｆｅｃｔｉｎｇｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｃｃｕｒａｃｙｏｆｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ，ｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｗａｓｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｏｎｅ．Ｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｓｔａｎｄａｒｄｄｅｖｉｃｅｓｕｓｅｄｆｏｒｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｉｎｏｒｄｅｒｔｏｍａｋｅｔｈｅｉｒｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｃｌｅａｒ．Ａｎｄｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｅｒｒｏｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｉｎｏｒｄｅｒｔｏｍａｋｅｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｄｊｕｓｔｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｓｃｌｅａｒ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅａｂｏｖｅａｎｄｏｔｈｅｒａｓｐｅｃｔｓｒｅｌａｔｉｎｇｔｏｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｅｒｒｏｒｓｆｏｒｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ，ｄｅｔａｉｌｍｅｔｈｏｄｓｔｏｃｏｎｔｒｏｌｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｅｒｒｏｒｓｗｅｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｕｓ，ｔｈｅｓｏｌｕｔｉｏｎｆｏｒｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｔｈｅｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｅｒｒｏｒｗｈｉｃｈａｆｆｅｃｔｅｄｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｃｃｕｒａｃｙｏｆｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒｗａｓｓｕｇｇｅｓｔｄｔｏｏ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ；Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｓｔａｎｄａｒｄｄｅｖｉｃｅ；Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｅｒｒｏｒ；Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ；Ｃｏｎｔｒｏｌ
１引言
溶液的浓度时，分光光度计得到的直接结果是溶液选定波长入射光的透射比，可用下式表示：
（Ｘ
）＝Ｉ（λ）／Ｉ（）λ０λ
式中是在选定波长条件下入射光谱范围，Ｉ０（λ）为波长函数的入射光强；Ｉ（λ）为波长函数的透射光（λ）是被测溶液的光谱透射比。强； Ｘ
从理论上说，用光吸收定律测量溶液浓度时，入）应是一束根据被测物质光谱特性选择的特射光Ｉ（０λ定波长的单色光，而实际上仪器所能提供的Ｉ（）即０λ与单色器的种类有关，又与单色器的性能有关。分光光度计提供的Ｉ０（λ）实质是具有一定带宽的单峰曲线。此类单峰曲线和理论上的单色光是有区别的，原则上所有单色光是得不到的，由此造成的误差主要影响仪器测量准确度。由于物质在不同波长下有不同的吸光系数，因此波长的正确性直接影响仪器的准确度。波长的正确性需要通过光度计的波长误差表示，而波长误差是光度计的一个重要技术指标。波长误差为波长测量值与真实值之差，其实质是仪器波长指示器的波长读数与单色系统实际给出的波长值之差。
分光光度分析的原理是根据物质对于不同波长的光波具有选择性吸收的特点而建立起来的分析方法，遵守朗伯－比尔定律。分光光度计的入射光为连续变化并具有一定波长的单色光，它通常利用棱镜或光栅分光来取得单色光，使单色光连续地依次通过溶液，并测量该溶液对每一波长辐射的吸收，就可以得到吸收光谱曲线。此方法是一种成熟的分析方相对误差小，仪器结法，因为准确度和灵敏度较高、
构简单，操作简便，因而得到了普及。为了有效控制测量过程中产生的误差，需要对分光光度计误差的产生原因和控制方法进行分析。
２测量准确度的误差来源分析
测量结果的准确度是定量分析仪器最基本的技
术要求，分析影响测量准确度的诸因素，可以从仪器测量所依据的原理入手。依据光吸收定律测量物质
收稿日期：２００７－０５－１７；收到修改稿日期：２００７－０７－２５作者简介：袁计量工作。
礼（１９６９－），男，工程师，主要从事理化仪器的
４６
中国测试技术２００７年１１月
检定分光光度计波长误差考虑的误差来源主要有以下三个方面：波长标准带入的误差；波长结构的误差；波长调整带入的误差。
合能覆盖其它波长的检测工具。
３．２具有尖锐吸收峰的物质
具有尖锐吸收峰的物质具有以下几个特点：使
３检定用波长标准器的使用与误差控制
分光光度计的波长误差是通过对已知标准参考
用方便，因其检定时只需将标准器放入样品室，而不象低压汞灯需替换仪器的光源灯，故避免了因此引入的误差；标准器的波长标准值具有不确定性，此类标准器的波长标准易受许多方面的影响，且参考波长值是在不同带宽下测得的，故引用时必需对应不同带宽下的波长标准值才能保证正确性。
波长的器具或物质的测量得到的。具有标准参考波长的器具或物质简称为波长标准器，它主要有三大类：（１）具有发射线光谱的气体放电灯，如汞灯、氘灯氧化等；（２）具有尖锐吸收峰的物质，如氧化钬溶液、钬玻璃、镨钕溶液、镨钕玻璃等；（３）干涉滤光片。
３．２．１氧化钬高氯酸溶液
此类溶液标准物质虽具有特征峰信息丰富、分
３．１具有发射线光谱的气体放电灯
这种检定方法是采用具有特征发射谱线的元素
布合适和参考值不需定期标定的优点，但有不宜携带、容易污染等不少缺点，故我们此时暂不讨论。
光谱灯产生的特征谱线来对仪器波长准确度进行检查的。因为它们发射的是线状光谱，谱线的特征性强，准确度高，因此具有发射线光谱的气体放电灯被称为波长准确度的第一标准。
３．２．２氧化钬滤光片
氧化钬滤光片具有从紫外光区到可见光区的一
组特征吸收峰，吸收峰的波长准确测定得到许多权威机构公认。ＪＪＧ３７５－１９９６单光束紫外－可见分光光度计检定规程均引用了测定数据附表（见表１），由于玻璃复制技术并未完全解决，滤光片的峰值波长需要逐片标定，不能直接引用表１的吸收峰参考波长数据。例如我使用的编号Ｈ０１的氧化钬滤光片
３．１．１汞灯（可见和紫外光区低压汞灯）汞灯的线状光谱分布广，具体数据如下：
２５３．６５ｎｍ３１３．１６ｎｍ３３４．１５ｎｍ３６５．０２ｎｍ３６５．４８ｎｍ４０４．６６ｎｍ４０７．７８ｎｍ４３５．８３ｎｍ５４６．０７ｎｍ５７６．９６ｎｍ５７９．０７ｎｍ６９０．７２ｎｍ
因其特征值稳定，故仪器制造厂常使用汞灯来检验波长准确度。汞灯分为高压汞灯和低压汞灯。高压汞灯具有强度高，谱线多的特点，但也有体积大，笨重的缺点，故只适用于仪器制造厂。低压汞灯相对高压汞灯具有体积小、携带方便、便于安装的特点，故可用于一般的仪器检定。
检定时，将低压汞灯置于仪器光源灯的位置，然后对汞谱线进行扫描。但由于用汞灯替代了仪器的光源灯，因此不能全面反映仪器自身光源位置下的波长误差；且汞灯位置的具体情况也影响了波长检定的结果，容易引入人为的误差；而且仪器的光源灯被低压汞灯所替代，当检定完成时，恢复仪器光源灯，容易造成位置上的变动，引入新的误差。
从以上情况我们可以得出，计量检定使用低压汞灯精度高，但应同时使用一定方法来重现仪器自身光源灯下的波长误差。
２００７年３月９日检定的数据如表１。
表１
参考波长：指氧化钬玻璃滤光片吸收峰参考波长值（光谱带宽２．０ｎｍ）
实测波长：编号Ｈ０１的氧化钬滤光片２００７－０３－０９日标定值参考波长（ｎｍ）实测波长（ｎｍ）比较误差（ｎｍ）
３６０．９３６０．９０．０
４１８．５４１８．０－０．５
４４６．０４４６．２０．２
５３６．６６３８．０５３６．３６３８．３－０．３
０．３
从以上数据可以看出最大的误差可以达到
０．５ｎｍ，对分析测量的结果还是有较大的影响，所以
使用此类标准器必须事先进行标定。
３．３干涉滤光片
干涉滤光片的特点是每一个滤光片只有单一的
吸收峰，不易产生人为判断误差，且携带方便。但它的缺点是波长容易发生漂移，必需对其标准值进行定期的检定，而标定时必然带入其它误差。故当用干涉滤光片检定仪器的波长误差为零时，也不能认为仪器的波长误差为零。因干涉滤光片准确度低的特点，故只适用于检定低准确度的可见分光光度计，而不宜用于紫外可见分光光度计的检定。
３．１．２氢灯和氘灯
氢灯和氘灯在紫外区具有连续光谱，故一般作
为紫外一可见分光光度计紫外区的光源。它具有汞灯的优点，而且其本身是仪器的光源，检定时不用更换光源灯，故可以避免更换光源灯引起的位置误差及其带入的人为误差。氢灯和氘灯的缺点是谱线少，不能覆盖全部的波长范围。所以用它检定时，还需配
３．４各类波长标准器的使用选择性
因紫外可见分光光度计的波长准确度较高（具
体见表２），故只能用第一类具有发射线光谱的气体放电灯和第二类具有尖锐吸收峰的物质，又因紫外
第３３卷第６期袁礼：分光光度计波长误差的产生和控制方法
４７
可见分光光度计一般装有氢灯和氘灯，而其特征谱线集中在紫外区，因而紫外可见分光光度计波长的检定可采用氢灯、氘灯和氧化钬玻璃滤光片相结合的方法。而可见分光光度计的波长范围涵盖在紫外可见分光光度计的波长范围内，而且要求的波长准确度相对较低（具体见表３）故其波长标准可采用氧化钬玻璃滤光片、干涉滤光片。对低压汞灯因其检定的不方便性和因更换光源灯时必然引入的误差，我们在一般的检定中不采用，而只是用在用其它波长标准器测得的结果有异议时作仲裁用。
表２型式
紫外可见光光度计波长准确度类别棱镜
波长范围（ｎｍ）
准确度（ｎｍ）
层ｆ电子的跃迁产生的，由于受外层电子的屏蔽作为用，因而峰形对称，半宽度较窄，最大吸收峰明显。减小读数误差，在它的几个吸收峰中，厂家一般推荐（带宽２ｎｍ）的吸收峰作为校正标准。使用５２９．１ｎｍ
因此用户可以将镨钕滤光片装在附件中的滤光片架上放入比色室中，从波长低端向波长高端方向、距离滤光片中心波长的间隔大于其相应波长准确度的波长位置开始，每隔１ｎｍ测定一次，记录对应波长下所测得的吸光度，最后以波长为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制出吸收光谱曲线（图略）。从曲线图可以看出５２９．１ｎｍ附近有一吸收峰，该吸收峰偏离波长
５２９．１ｎｍ的量，即为仪器波长误差，其波长误差超过
仪器波长允许误差时需进行校正。对于光栅型分光光度计，如７２２型等，可通过移动波长盘进行校正；对于棱镜型分光光度计，如７２１型等，可通过调整波长校正螺丝加以校正，若吸收峰小于５２９ｎｍ处可顺时针调节波长校正螺丝，大于５２９ｎｍ时逆时针旋转调节波长螺钉。每次只需微动即可，然后再测试一下，直至达到符合要求为止。
下面以大量使用的７２１型分光光度计的波长误差调整为例，这种分光光度计波长检定包括波长准确度和波长重复性。波长准确度用实测波长值与标准参考波长值之差表示，波长误差如超差，在没有经验时进行调修，经常是费时费力还调节不好。现将常见的调整方法介绍给大家，以供参考。
先将比色皿暗箱光斑调节到最亮，再将波长钮旋至５８０ｎｍ处，通电后，在比色皿暗箱通光孔放一轮廓清晰的长条形深张白纸，观察白纸，应有明亮、
黄色光斑。如光斑上有黑影或看不到光斑，可将光源灯架上的两只螺钉略松，扳动灯架，找到光斑最亮。如光斑不纯，可调整准直镜调节螺钉Ｂ、Ｃ使光斑呈明亮、轮廓清晰的长条形，然后调节准直镜调节螺钉
２００～３５０３５０～５００５００～７００７００～８５０
±０．４±０．７±２．０±４．８±０．５±２．０
光栅Ａ光栅Ｂ
表３型式
１９０～８５０１９０～８５０
可见分光光度计波长准确度类别棱镜
波长范围（ｎｍ）
准确度（ｎｍ）
３６０～５００５００～６００６００～７００７００～８００１０００８００～
±３．０±５．０±６．０±８．０±１０．０±１．０±２．０±３．０
光栅１光栅２光栅３
３３０～１０００３３０～１０００３３０～１０００
４仪器自身结构误差的控制
波长结构误差、波长调整误差都来源于仪器自
身结构的误差。
波长机构误差来源于仪器单色系统与波长装置在制造中的缺陷，主要由生产厂家在生产过程中产生，这种结构误差无法通过简单的调装来消除。
波长调整误差是由于单色系统与波长装置未调整最佳状态造成的，由此产生的误差有时可能很大，但可以通过调整减小或消除。
分光光度计在出厂时都会对波长进行校正，但经过长途运输或使用过程中的来回搬动对仪器的振动及其他因素等影响，均会使仪器产生大小各异的波长差。生产厂家会在仪器附件中都配有用来校正波长的镨钕滤光片或干涉滤光片，以便用户自已对仪器进行定期校正。镨钕滤光片是一种含有稀有金属镨和钕的玻璃制品。稀有金属的吸收光谱是由内
Ａ使光斑色度变纯（Ａ、Ｂ、Ｃ都是准直镜调节螺钉，
其中Ａ是波长调节的主要旋钮，可以调节出射光的聚焦纯度等，而Ｂ、Ｃ则可用于调节单色光光孔的上
下位置）。
用干涉滤光片连续法检定波长误差的过程是：连续旋转波长调节钮并同时观察透色比值的变化，当透色比值由小到大突然变为由大到小时，转变点处（透色比值最大点处）的波长值，即是该仪器相应于滤光片峰值波长（标准值）的波长点。
检定７２１型分光光度计波长误差用３块不同标称值的干涉滤光片，分别检查仪器在低端、中部、高（为叙述方便，假设检（下转第５１页）端处的波长误差
第３３卷第６期潘叶辉等：新型便携式汽车动态参数检测系统
５１
检测的实时性。在开发的过程中我们也遇到了一些困难，经过一番努力，问题都得以解决，现在该系统正在测试阶段，我们将对它进行进一步的改进和优化，以便达到更好的效果。
参考文献
［１］杨素行．模拟电子技术基础简明教程［Ｍ］．２版．北京：高等
教育出版社，２０００．
［４］周立功．ＡＲＭ微控制处器基础与实战［Ｍ］．北京：北京航空
航天大学出版社，２００３．
［５］王田苗．嵌入式系统设计与实例开发［Ｍ］．北京：清华大学
出版社，２００２．
［６］张［７］
仑．３２位嵌入式系统硬件与调试［Ｍ］．北京：机械工业
出版社，２００５．
廖济林．ＵＳＢ２．０应用系统开发［Ｍ］．北京：电子工业出版社，２００６．
［２］姜［３］
波．ＷｉｎｄｏｗｓＣＥ．ｎｅｔ程序设计［Ｍ］．北京：机械工业出
［８］陈茹梅，郭建硕．ＡＤ７６５６型模／数转换器在信号采集系统
中的应用［Ｊ］．国外电子元器件，２００６（２）：６７－７１．
版社，２００７．
张冬永，谭南林，等．ＷｉｎｄｏｗｓＣＥ实用开发技术［Ｍ］．北京：电子工业出版社，２００６．
［９］
ＳａｍｓｕｎｇＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ．２４１０ｘ３２ｂｉｔＲｉｓｃＭｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ
ｓＭａｎｕａｌ［ＤＢ／ＯＬ］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓａｍｓｕｎｇ．ｃｏｍ，２００２．Ｕｓｅｒ’
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
（上接第４７页）
果合格，则调整结束。若否，则继续调整。
以上调整的方法是基于保持中部的波长误差为零，逐步消除两端的误差。调整一般不会一次调好，需要反复数次。掌握这些方法后，可以大幅度提高工作效率，对单色器结构和７２１型分光光度计基本相同的可见分光光度计都可以灵活使用。
定仪器低端、中部、高端处的滤光片分别为３、５、７干涉滤光片）。若仪器在三段的波长误差皆正或皆负，且数值接近时，可松动波长刻度盘的螺钉，旋转波长刻度盘即可调修好。
若仪器在三段的波长误差有正有负时，可旋转波长调节钮，使波长所指波长刻度盘所指波长值为
５结束语
测量结果的准确度是一般定量分析仪器最重要
５号滤光片的标称值，将５号滤光片放入比色皿中，
调节准直镜调节螺钉Ａ，找透色比值的最大点处。此
时仪器在中部的波长误差为零，再看高端、低端处的波长误差的情况：
（１）若高端为负差，低端为正差：将波长刻度盘所指波长值定为略小于５号滤光片的标称值，将５号滤光片放入比色皿中，顺时针旋转螺钉Ｂ、（调节Ｃ幅度应一致，数次调节时幅度大小由小到大再由大到小），再顺时针旋转螺钉Ａ，找透色比值的最大点处。再次调节波长刻度，将所指波长数调整为５号滤光片的标称值，然后再固定所有松开的螺钉。然后再分别检定３、７号滤光片的标准值位置，若结果合格，则调整结束。若否，则继续调整。
（２）若高端为正差，低端为负差：将波长刻度盘所指波长值定为略大于５号滤光片的标称值，将５号滤光片放入比色皿中，逆时针旋转螺钉Ｂ、（调节Ｃ幅度应一致，数次调节时幅度大小应由小到大再由大到小），再逆时针旋转螺钉Ａ，找透色比值的最大点处。再次调节波长刻度，将所指波长数调整为５号滤光片的标称值，然后再固定所有松开的螺钉。然后再分别检定３、７号滤光片的标准值位置，若结
的技术指标之一，直接标志了仪器测量结果的可信可靠程度。分析影响测量准确度的诸因素，其主要因杂散辐射和光谱带宽、素就有如下几个：波长误差、
透射比误差等，而波长误差尤为突出。本文经过对检定波长误差来源的分析，提出了控制波长误差的可操性方法，为控制影响仪器的测量准确度的波长误差提出了一套切实可行的解决方案。
参考文献
［１］王［２］
洁．光电比色计与分光光度计［Ｍ］．北京：中国计量出版社，１９９３．
王化正，李玉生．常用分析仪器的结构、使用与维修［Ｍ］．北京：石油工业出版社，１９８４．
［３］Ｄ．Ａ．斯科格，Ｄ．Ｍ．韦斯特．仪器分析原理［Ｍ］．上海：上海科
学出版社，１９８０．
［４］方国铭，胡国成．光电比色计和分光光度计［Ｍ］．北京：中国
计量出版社，１９８４．
［５］王洁．可见分光光度计检定规程［Ｍ］．北京：中国计量出
版社，１９９６．
［６］叶军安，张秀兰．单光束紫外可见分光光度计检定规程
［Ｍ］．北京：中国计量出版社，１９９６．
第３３卷第６期２００７年１１月
中国测试技术
ＣＨＩＮＡＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．６Ｎｏｖ．２００７
分光光度计波长误差的产生和控制方法
袁
摘
礼
（中国测试技术研究院，四川成都６１００６１）
要：通过对影响分光光度计测量准确性的因素进行分析，认为波长准确度是其中的主要因素。对检定用波长标
准进行特性研究，确定各种标准器的用途；对波长误差的构成原理进行分析，确定波长误差的调整方法；综合对检定波长产生误差的相关方面进行论述，全面提出了控制波长误差的具体方法，为控制影响分光光度计测量准确度的波长误差提出了一套解决方案。
关键词：分光光度计；波长标准器；波长误差；调整；控制中图分类号：ＴＨ７４４．１２＋１，ＴＭ９３０．１１５
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７２－４９８４（２００７）０６－００４５－０３
Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｅｒｒｏｒｓａｎｄｔｈｅｉｒｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓ
ＹＵＡＮＬｉ
（ＮａｔｉｏｎａｌＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄＴｅｓｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００６１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｒｅｇａｒｄｉｎｇｔｏｔｈｏｓｅｆａｃｔｏｒｓａｆｆｅｃｔｉｎｇｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｃｃｕｒａｃｙｏｆｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ，ｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｗａｓｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｏｎｅ．Ｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｓｔａｎｄａｒｄｄｅｖｉｃｅｓｕｓｅｄｆｏｒｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｉｎｏｒｄｅｒｔｏｍａｋｅｔｈｅｉｒｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｃｌｅａｒ．Ａｎｄｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｅｒｒｏｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｉｎｏｒｄｅｒｔｏｍａｋｅｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｄｊｕｓｔｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｓｃｌｅａｒ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅａｂｏｖｅａｎｄｏｔｈｅｒａｓｐｅｃｔｓｒｅｌａｔｉｎｇｔｏｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｅｒｒｏｒｓｆｏｒｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ，ｄｅｔａｉｌｍｅｔｈｏｄｓｔｏｃｏｎｔｒｏｌｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｅｒｒｏｒｓｗｅｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｕｓ，ｔｈｅｓｏｌｕｔｉｏｎｆｏｒｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｔｈｅｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｅｒｒｏｒｗｈｉｃｈａｆｆｅｃｔｅｄｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｃｃｕｒａｃｙｏｆｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒｗａｓｓｕｇｇｅｓｔｄｔｏｏ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ；Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｓｔａｎｄａｒｄｄｅｖｉｃｅ；Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｅｒｒｏｒ；Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ；Ｃｏｎｔｒｏｌ
１引言
溶液的浓度时，分光光度计得到的直接结果是溶液选定波长入射光的透射比，可用下式表示：
（Ｘ
）＝Ｉ（λ）／Ｉ（）λ０λ
式中是在选定波长条件下入射光谱范围，Ｉ０（λ）为波长函数的入射光强；Ｉ（λ）为波长函数的透射光（λ）是被测溶液的光谱透射比。强； Ｘ
从理论上说，用光吸收定律测量溶液浓度时，入）应是一束根据被测物质光谱特性选择的特射光Ｉ（０λ定波长的单色光，而实际上仪器所能提供的Ｉ（）即０λ与单色器的种类有关，又与单色器的性能有关。分光光度计提供的Ｉ０（λ）实质是具有一定带宽的单峰曲线。此类单峰曲线和理论上的单色光是有区别的，原则上所有单色光是得不到的，由此造成的误差主要影响仪器测量准确度。由于物质在不同波长下有不同的吸光系数，因此波长的正确性直接影响仪器的准确度。波长的正确性需要通过光度计的波长误差表示，而波长误差是光度计的一个重要技术指标。波长误差为波长测量值与真实值之差，其实质是仪器波长指示器的波长读数与单色系统实际给出的波长值之差。
分光光度分析的原理是根据物质对于不同波长的光波具有选择性吸收的特点而建立起来的分析方法，遵守朗伯－比尔定律。分光光度计的入射光为连续变化并具有一定波长的单色光，它通常利用棱镜或光栅分光来取得单色光，使单色光连续地依次通过溶液，并测量该溶液对每一波长辐射的吸收，就可以得到吸收光谱曲线。此方法是一种成熟的分析方相对误差小，仪器结法，因为准确度和灵敏度较高、
构简单，操作简便，因而得到了普及。为了有效控制测量过程中产生的误差，需要对分光光度计误差的产生原因和控制方法进行分析。
２测量准确度的误差来源分析
测量结果的准确度是定量分析仪器最基本的技
术要求，分析影响测量准确度的诸因素，可以从仪器测量所依据的原理入手。依据光吸收定律测量物质
收稿日期：２００７－０５－１７；收到修改稿日期：２００７－０７－２５作者简介：袁计量工作。
礼（１９６９－），男，工程师，主要从事理化仪器的
４６
中国测试技术２００７年１１月
检定分光光度计波长误差考虑的误差来源主要有以下三个方面：波长标准带入的误差；波长结构的误差；波长调整带入的误差。
合能覆盖其它波长的检测工具。
３．２具有尖锐吸收峰的物质
具有尖锐吸收峰的物质具有以下几个特点：使
３检定用波长标准器的使用与误差控制
分光光度计的波长误差是通过对已知标准参考
用方便，因其检定时只需将标准器放入样品室，而不象低压汞灯需替换仪器的光源灯，故避免了因此引入的误差；标准器的波长标准值具有不确定性，此类标准器的波长标准易受许多方面的影响，且参考波长值是在不同带宽下测得的，故引用时必需对应不同带宽下的波长标准值才能保证正确性。
波长的器具或物质的测量得到的。具有标准参考波长的器具或物质简称为波长标准器，它主要有三大类：（１）具有发射线光谱的气体放电灯，如汞灯、氘灯氧化等；（２）具有尖锐吸收峰的物质，如氧化钬溶液、钬玻璃、镨钕溶液、镨钕玻璃等；（３）干涉滤光片。
３．２．１氧化钬高氯酸溶液
此类溶液标准物质虽具有特征峰信息丰富、分
３．１具有发射线光谱的气体放电灯
这种检定方法是采用具有特征发射谱线的元素
布合适和参考值不需定期标定的优点，但有不宜携带、容易污染等不少缺点，故我们此时暂不讨论。
光谱灯产生的特征谱线来对仪器波长准确度进行检查的。因为它们发射的是线状光谱，谱线的特征性强，准确度高，因此具有发射线光谱的气体放电灯被称为波长准确度的第一标准。
３．２．２氧化钬滤光片
氧化钬滤光片具有从紫外光区到可见光区的一
组特征吸收峰，吸收峰的波长准确测定得到许多权威机构公认。ＪＪＧ３７５－１９９６单光束紫外－可见分光光度计检定规程均引用了测定数据附表（见表１），由于玻璃复制技术并未完全解决，滤光片的峰值波长需要逐片标定，不能直接引用表１的吸收峰参考波长数据。例如我使用的编号Ｈ０１的氧化钬滤光片
３．１．１汞灯（可见和紫外光区低压汞灯）汞灯的线状光谱分布广，具体数据如下：
２５３．６５ｎｍ３１３．１６ｎｍ３３４．１５ｎｍ３６５．０２ｎｍ３６５．４８ｎｍ４０４．６６ｎｍ４０７．７８ｎｍ４３５．８３ｎｍ５４６．０７ｎｍ５７６．９６ｎｍ５７９．０７ｎｍ６９０．７２ｎｍ
因其特征值稳定，故仪器制造厂常使用汞灯来检验波长准确度。汞灯分为高压汞灯和低压汞灯。高压汞灯具有强度高，谱线多的特点，但也有体积大，笨重的缺点，故只适用于仪器制造厂。低压汞灯相对高压汞灯具有体积小、携带方便、便于安装的特点，故可用于一般的仪器检定。
检定时，将低压汞灯置于仪器光源灯的位置，然后对汞谱线进行扫描。但由于用汞灯替代了仪器的光源灯，因此不能全面反映仪器自身光源位置下的波长误差；且汞灯位置的具体情况也影响了波长检定的结果，容易引入人为的误差；而且仪器的光源灯被低压汞灯所替代，当检定完成时，恢复仪器光源灯，容易造成位置上的变动，引入新的误差。
从以上情况我们可以得出，计量检定使用低压汞灯精度高，但应同时使用一定方法来重现仪器自身光源灯下的波长误差。
２００７年３月９日检定的数据如表１。
表１
参考波长：指氧化钬玻璃滤光片吸收峰参考波长值（光谱带宽２．０ｎｍ）
实测波长：编号Ｈ０１的氧化钬滤光片２００７－０３－０９日标定值参考波长（ｎｍ）实测波长（ｎｍ）比较误差（ｎｍ）
３６０．９３６０．９０．０
４１８．５４１８．０－０．５
４４６．０４４６．２０．２
５３６．６６３８．０５３６．３６３８．３－０．３
０．３
从以上数据可以看出最大的误差可以达到
０．５ｎｍ，对分析测量的结果还是有较大的影响，所以
使用此类标准器必须事先进行标定。
３．３干涉滤光片
干涉滤光片的特点是每一个滤光片只有单一的
吸收峰，不易产生人为判断误差，且携带方便。但它的缺点是波长容易发生漂移，必需对其标准值进行定期的检定，而标定时必然带入其它误差。故当用干涉滤光片检定仪器的波长误差为零时，也不能认为仪器的波长误差为零。因干涉滤光片准确度低的特点，故只适用于检定低准确度的可见分光光度计，而不宜用于紫外可见分光光度计的检定。
３．１．２氢灯和氘灯
氢灯和氘灯在紫外区具有连续光谱，故一般作
为紫外一可见分光光度计紫外区的光源。它具有汞灯的优点，而且其本身是仪器的光源，检定时不用更换光源灯，故可以避免更换光源灯引起的位置误差及其带入的人为误差。氢灯和氘灯的缺点是谱线少，不能覆盖全部的波长范围。所以用它检定时，还需配
３．４各类波长标准器的使用选择性
因紫外可见分光光度计的波长准确度较高（具
体见表２），故只能用第一类具有发射线光谱的气体放电灯和第二类具有尖锐吸收峰的物质，又因紫外
第３３卷第６期袁礼：分光光度计波长误差的产生和控制方法
４７
可见分光光度计一般装有氢灯和氘灯，而其特征谱线集中在紫外区，因而紫外可见分光光度计波长的检定可采用氢灯、氘灯和氧化钬玻璃滤光片相结合的方法。而可见分光光度计的波长范围涵盖在紫外可见分光光度计的波长范围内，而且要求的波长准确度相对较低（具体见表３）故其波长标准可采用氧化钬玻璃滤光片、干涉滤光片。对低压汞灯因其检定的不方便性和因更换光源灯时必然引入的误差，我们在一般的检定中不采用，而只是用在用其它波长标准器测得的结果有异议时作仲裁用。
表２型式
紫外可见光光度计波长准确度类别棱镜
波长范围（ｎｍ）
准确度（ｎｍ）
层ｆ电子的跃迁产生的，由于受外层电子的屏蔽作为用，因而峰形对称，半宽度较窄，最大吸收峰明显。减小读数误差，在它的几个吸收峰中，厂家一般推荐（带宽２ｎｍ）的吸收峰作为校正标准。使用５２９．１ｎｍ
因此用户可以将镨钕滤光片装在附件中的滤光片架上放入比色室中，从波长低端向波长高端方向、距离滤光片中心波长的间隔大于其相应波长准确度的波长位置开始，每隔１ｎｍ测定一次，记录对应波长下所测得的吸光度，最后以波长为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制出吸收光谱曲线（图略）。从曲线图可以看出５２９．１ｎｍ附近有一吸收峰，该吸收峰偏离波长
５２９．１ｎｍ的量，即为仪器波长误差，其波长误差超过
仪器波长允许误差时需进行校正。对于光栅型分光光度计，如７２２型等，可通过移动波长盘进行校正；对于棱镜型分光光度计，如７２１型等，可通过调整波长校正螺丝加以校正，若吸收峰小于５２９ｎｍ处可顺时针调节波长校正螺丝，大于５２９ｎｍ时逆时针旋转调节波长螺钉。每次只需微动即可，然后再测试一下，直至达到符合要求为止。
下面以大量使用的７２１型分光光度计的波长误差调整为例，这种分光光度计波长检定包括波长准确度和波长重复性。波长准确度用实测波长值与标准参考波长值之差表示，波长误差如超差，在没有经验时进行调修，经常是费时费力还调节不好。现将常见的调整方法介绍给大家，以供参考。
先将比色皿暗箱光斑调节到最亮，再将波长钮旋至５８０ｎｍ处，通电后，在比色皿暗箱通光孔放一轮廓清晰的长条形深张白纸，观察白纸，应有明亮、
黄色光斑。如光斑上有黑影或看不到光斑，可将光源灯架上的两只螺钉略松，扳动灯架，找到光斑最亮。如光斑不纯，可调整准直镜调节螺钉Ｂ、Ｃ使光斑呈明亮、轮廓清晰的长条形，然后调节准直镜调节螺钉
２００～３５０３５０～５００５００～７００７００～８５０
±０．４±０．７±２．０±４．８±０．５±２．０
光栅Ａ光栅Ｂ
表３型式
１９０～８５０１９０～８５０
可见分光光度计波长准确度类别棱镜
波长范围（ｎｍ）
准确度（ｎｍ）
３６０～５００５００～６００６００～７００７００～８００１０００８００～
±３．０±５．０±６．０±８．０±１０．０±１．０±２．０±３．０
光栅１光栅２光栅３
３３０～１０００３３０～１０００３３０～１０００
４仪器自身结构误差的控制
波长结构误差、波长调整误差都来源于仪器自
身结构的误差。
波长机构误差来源于仪器单色系统与波长装置在制造中的缺陷，主要由生产厂家在生产过程中产生，这种结构误差无法通过简单的调装来消除。
波长调整误差是由于单色系统与波长装置未调整最佳状态造成的，由此产生的误差有时可能很大，但可以通过调整减小或消除。
分光光度计在出厂时都会对波长进行校正，但经过长途运输或使用过程中的来回搬动对仪器的振动及其他因素等影响，均会使仪器产生大小各异的波长差。生产厂家会在仪器附件中都配有用来校正波长的镨钕滤光片或干涉滤光片，以便用户自已对仪器进行定期校正。镨钕滤光片是一种含有稀有金属镨和钕的玻璃制品。稀有金属的吸收光谱是由内
Ａ使光斑色度变纯（Ａ、Ｂ、Ｃ都是准直镜调节螺钉，
其中Ａ是波长调节的主要旋钮，可以调节出射光的聚焦纯度等，而Ｂ、Ｃ则可用于调节单色光光孔的上
下位置）。
用干涉滤光片连续法检定波长误差的过程是：连续旋转波长调节钮并同时观察透色比值的变化，当透色比值由小到大突然变为由大到小时，转变点处（透色比值最大点处）的波长值，即是该仪器相应于滤光片峰值波长（标准值）的波长点。
检定７２１型分光光度计波长误差用３块不同标称值的干涉滤光片，分别检查仪器在低端、中部、高（为叙述方便，假设检（下转第５１页）端处的波长误差
第３３卷第６期潘叶辉等：新型便携式汽车动态参数检测系统
５１
检测的实时性。在开发的过程中我们也遇到了一些困难，经过一番努力，问题都得以解决，现在该系统正在测试阶段，我们将对它进行进一步的改进和优化，以便达到更好的效果。
参考文献
［１］杨素行．模拟电子技术基础简明教程［Ｍ］．２版．北京：高等
教育出版社，２０００．
［４］周立功．ＡＲＭ微控制处器基础与实战［Ｍ］．北京：北京航空
航天大学出版社，２００３．
［５］王田苗．嵌入式系统设计与实例开发［Ｍ］．北京：清华大学
出版社，２００２．
［６］张［７］
仑．３２位嵌入式系统硬件与调试［Ｍ］．北京：机械工业
出版社，２００５．
廖济林．ＵＳＢ２．０应用系统开发［Ｍ］．北京：电子工业出版社，２００６．
［２］姜［３］
波．ＷｉｎｄｏｗｓＣＥ．ｎｅｔ程序设计［Ｍ］．北京：机械工业出
［８］陈茹梅，郭建硕．ＡＤ７６５６型模／数转换器在信号采集系统
中的应用［Ｊ］．国外电子元器件，２００６（２）：６７－７１．
版社，２００７．
张冬永，谭南林，等．ＷｉｎｄｏｗｓＣＥ实用开发技术［Ｍ］．北京：电子工业出版社，２００６．
［９］
ＳａｍｓｕｎｇＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ．２４１０ｘ３２ｂｉｔＲｉｓｃＭｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ
ｓＭａｎｕａｌ［ＤＢ／ＯＬ］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓａｍｓｕｎｇ．ｃｏｍ，２００２．Ｕｓｅｒ’
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
（上接第４７页）
果合格，则调整结束。若否，则继续调整。
以上调整的方法是基于保持中部的波长误差为零，逐步消除两端的误差。调整一般不会一次调好，需要反复数次。掌握这些方法后，可以大幅度提高工作效率，对单色器结构和７２１型分光光度计基本相同的可见分光光度计都可以灵活使用。
定仪器低端、中部、高端处的滤光片分别为３、５、７干涉滤光片）。若仪器在三段的波长误差皆正或皆负，且数值接近时，可松动波长刻度盘的螺钉，旋转波长刻度盘即可调修好。
若仪器在三段的波长误差有正有负时，可旋转波长调节钮，使波长所指波长刻度盘所指波长值为
５结束语
测量结果的准确度是一般定量分析仪器最重要
５号滤光片的标称值，将５号滤光片放入比色皿中，
调节准直镜调节螺钉Ａ，找透色比值的最大点处。此
时仪器在中部的波长误差为零，再看高端、低端处的波长误差的情况：
（１）若高端为负差，低端为正差：将波长刻度盘所指波长值定为略小于５号滤光片的标称值，将５号滤光片放入比色皿中，顺时针旋转螺钉Ｂ、（调节Ｃ幅度应一致，数次调节时幅度大小由小到大再由大到小），再顺时针旋转螺钉Ａ，找透色比值的最大点处。再次调节波长刻度，将所指波长数调整为５号滤光片的标称值，然后再固定所有松开的螺钉。然后再分别检定３、７号滤光片的标准值位置，若结果合格，则调整结束。若否，则继续调整。
（２）若高端为正差，低端为负差：将波长刻度盘所指波长值定为略大于５号滤光片的标称值，将５号滤光片放入比色皿中，逆时针旋转螺钉Ｂ、（调节Ｃ幅度应一致，数次调节时幅度大小应由小到大再由大到小），再逆时针旋转螺钉Ａ，找透色比值的最大点处。再次调节波长刻度，将所指波长数调整为５号滤光片的标称值，然后再固定所有松开的螺钉。然后再分别检定３、７号滤光片的标准值位置，若结
的技术指标之一，直接标志了仪器测量结果的可信可靠程度。分析影响测量准确度的诸因素，其主要因杂散辐射和光谱带宽、素就有如下几个：波长误差、
透射比误差等，而波长误差尤为突出。本文经过对检定波长误差来源的分析，提出了控制波长误差的可操性方法，为控制影响仪器的测量准确度的波长误差提出了一套切实可行的解决方案。
参考文献
［１］王［２］
洁．光电比色计与分光光度计［Ｍ］．北京：中国计量出版社，１９９３．
王化正，李玉生．常用分析仪器的结构、使用与维修［Ｍ］．北京：石油工业出版社，１９８４．
［３］Ｄ．Ａ．斯科格，Ｄ．Ｍ．韦斯特．仪器分析原理［Ｍ］．上海：上海科
学出版社，１９８０．
［４］方国铭，胡国成．光电比色计和分光光度计［Ｍ］．北京：中国
计量出版社，１９８４．
［５］王洁．可见分光光度计检定规程［Ｍ］．北京：中国计量出
版社，１９９６．
［６］叶军安，张秀兰．单光束紫外可见分光光度计检定规程
［Ｍ］．北京：中国计量出版社，１９９６．