透射密度計(jì)在印刷業(yè)一直起著非常重要的作用,印刷品質(zhì)好壞的主要依據(jù)之一就是制版與印刷密度的標(biāo)準(zhǔn)化,特別是感光膠片的密度變化,更是直接影響著印刷質(zhì)量。但目前,國(guó)內(nèi)多數(shù)印刷廠(chǎng)仍靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)指導(dǎo)印刷工藝,一些印刷企業(yè)連
密度計(jì)這樣基本的測(cè)量工具都不使用。究其原因,密度計(jì)價(jià)格較高和使用復(fù)雜是主要原因。為了解決這個(gè)問(wèn)題,使中小印刷企業(yè)擁有密度計(jì),促進(jìn)印刷水平的提高,本人研究了一種簡(jiǎn)單而操作方便的黑白透射密度計(jì)。
密度是表明感光膠片經(jīng)曝光和顯影后還原變黑的程度。通常用阻光率作計(jì)量密度的基礎(chǔ),即把阻光率的對(duì)數(shù)作為光學(xué)密度(簡(jiǎn)稱(chēng)密度),用字母D表示,“O”表示阻光率,“I0”表示入射光強(qiáng)度,“T0”表示透射光強(qiáng)度:
阻光率:O=I0/T0
密度:D=lgO=lgI0/T0
由此可見(jiàn),密度說(shuō)明了感光膠片阻光、透光的程度,它是衡量感光膠片曝光量大小的一個(gè)重要參數(shù)。
根據(jù)光與密度的關(guān)系及密度與對(duì)數(shù)的關(guān)系,密度計(jì)的工作流程為:光學(xué)系統(tǒng)→光電轉(zhuǎn)換→放大器→對(duì)數(shù)運(yùn)算→A/D轉(zhuǎn)換→顯示。
在這個(gè)系統(tǒng)中,光路部分采用漫透射光,實(shí)現(xiàn)光源均勻分布,保證測(cè)試條件穩(wěn)定,測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。光電器件主要考慮膠片的光譜范圍和光源的光譜范圍,即光電器件的光譜范圍必須滿(mǎn)足感光膠片的光譜范圍,全色片的光譜范圍為400~700nm,一般光電池的光譜范圍為400~1100nm,可以滿(mǎn)足要求。放大器主要是解決接收信號(hào)弱的問(wèn)題,對(duì)數(shù)運(yùn)算采用晶體三極管BC極短接的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn),因?yàn)榫w管的P-N結(jié)點(diǎn)具有很好的對(duì)數(shù)特性,因此,對(duì)數(shù)運(yùn)算的基本電路組成所示。
根據(jù)運(yùn)算放大器“虛地”的概念
I=ein/R1;
eout=-U=-KT/qln(I/Is+1);
將I代入eout得:eout=-KT/qlnein。輸入與輸出實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)關(guān)系。
A/D轉(zhuǎn)換可實(shí)現(xiàn)數(shù)字對(duì)應(yīng)顯示,完成從光電檢測(cè)到測(cè)量密度的對(duì)應(yīng)關(guān)系。依據(jù)黑白密度測(cè)量范圍為0.00~4.00的要求,放大器電壓采用直流5V電壓和4級(jí)放大,光電信號(hào)采樣后經(jīng)*級(jí)A1放大信號(hào),第二級(jí)A2對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換,第三級(jí)A3數(shù)據(jù)比較,第四級(jí)A4運(yùn)算值再放大輸出電壓值V0。輸出電壓V0是經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)運(yùn)算電路得到的,由密度D的定義,D是對(duì)數(shù)值,所以,輸出電壓V0和密度D呈線(xiàn)性關(guān)系,如圖3所示,即D=(I4-lgI2)R(R是常數(shù))。
到此為止,一個(gè)簡(jiǎn)易的黑白透射密度計(jì)就完成了,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明,這種簡(jiǎn)易密度計(jì)在密度值為0~3.5左右的測(cè)量范圍內(nèi),數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確的,而投資也是很少的,只需幾百元即可。對(duì)于顯示部分,也只須1塊低電源的3-1/2A/D轉(zhuǎn)換片即可實(shí)現(xiàn)。