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    歐勒分析影響測徑儀測量的幾個因素及改進方法


    歐勒了解,在現代工業生產過程中,生產現場對線材、棒材、管材外徑需在線實時檢測,并提出了愈來愈高的要求,在國內外均有光電測徑儀問世,光電測徑儀采用線陣CCD作為傳感器,實現高精度的線徑自動化檢測。

    1、CCD
    CCD應用技術是一項具有廣泛應用前景的新技術,二十多年來,CCD技術取得的驚人進展足以說明這一點。CCD已經在三大領域得到廣泛的應用:攝像、信號處理和存儲。它之所以能在圖像測量領域中得到廣泛的應用,是因為它具有精度高、轉化率高、功耗低、尺寸小、壽命長、性能穩定等優點。測徑儀就為利用線陣CCD生產制造的精密測量儀器,目前,藍鵬光電測徑儀的測量精度已經可以達到0.003mm。是高性能的在線實時檢測設備。測量數據準確方便,為廣大廠家所青睞。

    2、影響測量的幾個因素及改進方法
    通過理論分析和CCD小尺寸測量時的實際數據表明,線陣 CCD在測量幾何尺寸時,利用計算機軟件可讀取由CCD器件傳輸過來的圖像,其讀取的最小單位為一個像素,因此該系統誤差也是一個像素的所對應單位。

    (1) 垂直擺動

    在測量某些物體時,由于被測物件往往是運動的,當被測件沿垂直運動的方向有擺動,且振動方向沿光軸方向擺動時,則測量的工作距離發生變化,導致透鏡系統的放大倍率的改變,放大倍率的誤差而引起測量誤差,為減少由垂直方向擺動引起的誤差,要求機械系統在垂直方向有一定的減振措施,光學系統中盡量使光線變的平行。而光電測徑儀采用平行光源測量,光源的平行度非常好。

    (2) 沿光軸方向的振動

    當待測物沿光軸方向振動時會使被測件輪廊在CCD上成像的清晰度發生變化,導致CCD輸出信號波形在輪廓邊緣處有一暫緩的過渡區,這種清晰度隨著輪廓界線在視場中的不同位置也有所不同,因此視場中央成像質量總是優于邊緣視場,這種情況在放大測量中尤甚,當測量具有光吸收特性的介質時,由于吸收系數的影響,CCD輸出信號的變形就會很大,這種漸緩的過渡區在確定被測件的輪廓位置或明暗區界線的位置時,便產生較大的誤差,在程序設計中對二值化處理采用動態閾值,以提高系統的抗干擾能力。而同時,藍鵬測控測徑儀采用多種技術,已經徹底消除了抖動誤差。

    (3) 光路影響

    實呩使用CCD時,發現CCD的輸出信號幅值隨視場上沿 CCD陣列方向的長度變化而變化,另一方面自然光不是嚴格意義上的平行光。本身光能不均勻,而引起CCD器件接收到的信號產生變化,實測結果還表明這種變化還是相當大的,為提高光能質量,盡可能使用平行光照明方式,就可大大臧少光源和擺動的影響,光電測徑儀采用高亮度且光能均勻的二極管作為點光源,其經過處理所產生的光源平行的非常高。另外當采用固定閾值進行二值化時,也會產生很大的誤差,結合前面的分析對CCD接收信號進行二值化處理,其閾值根使用環境和條件逬行調節。

    (4) 電路電壓影響

    實測過程中還發現電源電壓的波動對測量結果也有較大的影響,為減少電源電壓的影響,采用直流穩壓源供電,如用交流穩壓電源供電,可使用大的濾波電容,光電測徑儀采用寬電壓設計,能都做到精準測量。

    (5) 數據采集和處理時間

    CCD是一種積分器件,視頻卡送過來的數據是以積分方式取樣的,所以積分時間還會影響測量精度。為了得到最佳精度,使數據采集和處理時間間隔盡可能接近CCD器件的積分時間。

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