幾種測量方案及誤差進行分析

引言

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

下面就幾種測量方案及誤差進行分析。

1、微小尺寸測量

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

2、一般尺寸測量

當(dāng)被測工件尺寸L滿足1mm

設(shè)工件被測尺寸為L，CCD擋光部分所插入的計數(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)，一般可以達到0.01mm；ΔN與所選用的計數(shù)器有關(guān)，也可以達到很高精度，所以，該方案能夠?qū)崿F(xiàn)高精度尺寸測量。

3、較大尺寸測量

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

4、大尺寸測量

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

結(jié)語

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

本文由保定市藍鵬測控科技有限公司編寫

審核編輯：何安