黑白透射密度计的简化

　　透射密度计在印刷业一直起着非常重要的作用，印刷品质好坏的主要依据之一就是制版与印刷密度的标准化，特别是感光胶片的密度变化，更是直接影响着印刷质量。但目前，国内多数印刷厂仍靠经验来指导印刷工艺，一些印刷企业连密度计这样基本的测量工具都不使用。究其原因，密度计价格较高和使用复杂是主要原因。为了解决这个问题，使中小印刷企业拥有密度计，促进印刷水平的提高，本人研究了一种简单而操作方便的黑白透射密度计。
　　
　　密度是表明感光胶片经曝光和显影后还原变黑的程度。通常用阻光率作计量密度的基础，即把阻光率的对数作为光学密度（简称密度），用字母D表示，“O”表示阻光率，“I0”表示入射光强度，“T0”表示透射光强度：
　　
　　阻光率：O=I0/T0
　　
　　密度：D=lgO=lgI0/T0
　　
　　由此可见，密度说明了感光胶片阻光、透光的程度，它是衡量感光胶片曝光量大小的一个重要参数。
　　
　　根据光与密度的关系及密度与对数的关系，密度计的工作流程为：光学系统→光电转换→放大器→对数运算→A/D转换→显示。
　　
　　在这个系统中，光路部分采用漫透射光，实现光源均匀分布，保证测试条件稳定，测量数据准确。光电器件主要考虑胶片的光谱范围和光源的光谱范围，即光电器件的光谱范围必须满足感光胶片的光谱范围，全色片的光谱范围为400～700nm，一般光电池的光谱范围为400～1100nm，可以满足要求。放大器主要是解决接收信号弱的问题，对数运算采用晶体三极管BC极短接的办法来实现，因为晶体管的P-N结点具有很好的对数特性，因此，对数运算的基本电路组成所示。
　　
　　根据运算放大器“虚地”的概念
　　
　　I=ein/R1；
　　
　　eout=-U=-KT/qln（I/Is+1）；
　　
　　将I代入eout得：eout=-KT/qlnein。输入与输出实现了对数关系。
　　
　　A/D转换可实现数字对应显示，完成从光电检测到测量密度的对应关系。依据黑白密度测量范围为0.00～4.00的要求，放大器电压采用直流5V电压和4级放大，光电信号采样后经*级A1放大信号，第二级A2对数转换，第三级A3数据比较，第四级A4运算值再放大输出电压值V0。输出电压V0是经过对数运算电路得到的，由密度D的定义，D是对数值，所以，输出电压V0和密度D呈线性关系，如图3所示，即D=（I4-lgI2）R（R是常数）。
　　
　　到此为止，一个简易的黑白透射密度计就完成了，实验数据证明，这种简易密度计在密度值为0～3.5左右的测量范围内，数据是准确的，而投资也是很少的，只需几百元即可。对于显示部分，也只须1块低电源的3-1/2A/D转换片即可实现。