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使用三片光譜敏感度吻合CIE三刺激值配色函數(shù)曲線的濾光片，用以測量光源色彩的儀器，稱為三刺激測色儀，也叫三濾光片測色儀。除了色度測量外，這些儀器通常還包括四種光度測量中的一種，如亮度值，照度值，光強或者是光通量測量。
這些儀器的傳感器為高質(zhì)量的光電二極管，并覆有高敏感度的濾光片。傳感器將入射光線轉(zhuǎn)換為電信號，直接產(chǎn)生標準的XYZ三刺激值。
然而，測色儀的傳感器精度與CIE曲線的吻合度總是有限的，一些小的誤差偏離肯定會存在于測量儀器的敏感度曲線上。在測量一些整個可見光譜段放射連續(xù)能量的光源時，這些小的誤差可以被忽略掉。但是，如果光譜的譜線比較特殊或帶寬非常窄，那么測量就可能出現(xiàn)較大誤差。因此，三濾光片測色儀通常不適用于測量譜線特殊的光源，如高壓放電燈（參考圖3.2.3.），或是譜線帶寬非常狹窄的光源，如LED（參考圖3.2.3.5b）。
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