引言

基于CCD的尺寸測(cè)量一般采用非接觸測(cè)量方式，由于CCD器件有精度高、動(dòng)態(tài)性能好、便于同計(jì)算機(jī)組成高性能測(cè)控系統(tǒng)等特點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于各種加工件的在線檢測(cè)和高精度、高速度的檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。

下面就幾種測(cè)量方案及誤差進(jìn)行分析。

1、微小尺寸測(cè)量

當(dāng)被測(cè)尺寸L<1mm時(shí)，如果采用通過光照，直接讀出反映被測(cè)尺寸大小的電荷信號(hào)的測(cè)量方法，則產(chǎn)生很大的測(cè)量誤差。光電測(cè)徑儀采用小孔成像實(shí)像放大的方法進(jìn)行測(cè)量，光電測(cè)徑儀對(duì)0.1~10mm范圍內(nèi)的軋材測(cè)量精度可以達(dá)到0.003mm，實(shí)像微米級(jí)的外徑尺寸在線測(cè)量。

2、一般尺寸測(cè)量

當(dāng)被測(cè)工件尺寸L滿足1mm

設(shè)工件被測(cè)尺寸為L，CCD擋光部分所插入的計(jì)數(shù)器脈沖數(shù)為N，脈沖當(dāng)量為s，則

L=Ns(cosθ)

式中，θ為平行光線與CCD光敏面法線之間的夾角。

誤差分析：

由上式可知，測(cè)量誤差ΔL為：

ΔL=(sΔN+ΔsN)cosθ-Ns(sinθ)Δθ (5)

Δs與CCD的像敏元尺寸及像敏元件中心距精度相關(guān)，一般可以達(dá)到0.01mm；ΔN與所選用的計(jì)數(shù)器有關(guān)，也可以達(dá)到很高精度，所以，該方案能夠?qū)崿F(xiàn)高精度尺寸測(cè)量。

3、較大尺寸測(cè)量

當(dāng)被測(cè)尺寸大于CCD感光面尺寸時(shí)，采用縮小成像測(cè)量法。測(cè)量原理與一般尺寸測(cè)量相同，由小孔成像法，實(shí)現(xiàn)被測(cè)尺寸縮小成像在CCD光敏面上，達(dá)到測(cè)量目的。

4、大尺寸測(cè)量

當(dāng)被測(cè)工件尺寸足夠大，可以采用邊緣檢測(cè)原理實(shí)現(xiàn)大尺寸測(cè)量的目的。邊緣檢測(cè)原理是采用兩套CCD測(cè)量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)大尺寸工件邊緣測(cè)量，然后將兩套CCD測(cè)得的邊緣位置與兩CCD相對(duì)位置值綜合起來，得出被測(cè)工件尺寸。通過改變兩CCD之間的距離，來實(shí)現(xiàn)可變大尺寸測(cè)量。這種方法測(cè)量精度可以優(yōu)于0.05mm。

結(jié)語

以上即為CCD生產(chǎn)的光電測(cè)徑儀提高測(cè)量精度的簡單方法，能夠有效的使得被測(cè)物的測(cè)量精度更高，減小測(cè)量誤差，實(shí)現(xiàn)高精度的檢測(cè)。

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審核編輯：何安