激光測(cè)徑儀的工作原理:
測(cè)量原理
國(guó)內(nèi)比較常用的兩種非接觸測(cè)量方法,一種是基于CCD器件接收光信號(hào)的測(cè)量方法,,另一種是激光掃描測(cè)量方法,。兩種方法各有各的優(yōu)勢(shì)以及劣勢(shì),下面讓我們來(lái)看看他們的基本工作原理,。
第一種測(cè)量原理:CCD尺寸測(cè)量
CCD尺寸測(cè)量系統(tǒng)基本都由CCD像傳感器,、光學(xué)系統(tǒng)、微機(jī)數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)組成,,我們先來(lái)看一下采用CCD測(cè)量的基本原理:
線陣CCD平行光法進(jìn)行非接觸測(cè)量的基本原理:將線陣CCD置于平行光路,,被測(cè)物放于CCD前方光路中,射向CCD的光就被物體擋住一部分,,因此CCD輸出的信號(hào)就有一個(gè)凹口,。顯然,,凹口的寬度與物體的尺寸有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,我們利用數(shù)字電路設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)處理就很容易的得到凹口對(duì)應(yīng)的CCD像元數(shù),,從而計(jì)算出被測(cè)物體的尺寸,。但是我們也很容易的發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題:這種測(cè)量方法要求CCD光敏區(qū)的長(zhǎng)度大于被測(cè)物體的尺寸,而大尺寸的CCD特別昂貴,,所以必須通過(guò)其他方法來(lái)實(shí)現(xiàn)光的接收,。
CCD尺寸測(cè)量基本原理
顯然CCD接收法它具有一些*的一般機(jī)械式、光學(xué)式,、電磁式測(cè)量?jī)x,這與CCD本身的自掃描高分辨率高靈敏度結(jié)構(gòu)緊湊位置準(zhǔn)確的特性密切相關(guān),,其中關(guān)鍵的技術(shù)就是光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和CCD輸出視頻信號(hào)的采集與處理,,但是也存在著很多常見(jiàn)的問(wèn)題,諸如結(jié)構(gòu)復(fù)雜,、成本高等缺點(diǎn),。下面讓我們來(lái)看一下,CCD測(cè)量的方法有哪些缺點(diǎn):
(1)采用CCD接收然后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的方法,,測(cè)量的精度受限于CCD像元的大小!我們知道CCD像元不管哪個(gè)部位接收到光,,都會(huì)將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào),從而制約了CCD測(cè)量方法的測(cè)量精度,。當(dāng)然我們也可以采用盡量小的CCD像元,,使它的測(cè)量誤差盡量減小。但我們也知道,,CCD的像元越小,,CCD的成本就越高,這是一個(gè)沒(méi)辦法回避的矛,。
(2)同時(shí),,由于我們知道,CCD光敏區(qū)一般為28mm,,這就直接限制了被測(cè)物體的大小,,系統(tǒng)的型號(hào)受限。
(3)衍射,,我們知道衍射在精密測(cè)量中是無(wú)法回避的問(wèn)題,。而在這里我們的CCD像元不是連續(xù)的,是一個(gè)一個(gè)像元互相緊密排列組成的,,而由于衍射造成的光的傳播不是直線的,,結(jié)果就很容易出現(xiàn)很大的誤差。
第二種測(cè)量原理:激光掃描測(cè)量
激光掃描測(cè)徑儀系統(tǒng)采用激光器發(fā)出的光束通過(guò)多面體掃描轉(zhuǎn)鏡和掃描光學(xué)系統(tǒng)后,,形成與光軸平行的連續(xù)高速掃描光束,,對(duì)被置于測(cè)量區(qū)域的的工件進(jìn)行高速掃描,,并由放在工件對(duì)面的光電接收器接收,投射到光電光電接收器上的光線在光束掃描工件時(shí)被遮斷,,所以通過(guò)分析光電接受器輸出的信號(hào),,可獲得與工件直徑有關(guān)系的數(shù)據(jù)。為保證測(cè)量的高精度以及可靠性,,光掃描計(jì)量系統(tǒng)必須滿足以下三點(diǎn)基本要求:
(1)激光束應(yīng)垂直照射被測(cè)物體表面,;
(2)光束必須對(duì)物體表面做勻速直線掃描運(yùn)動(dòng);
(3)掃描時(shí)間必須測(cè)的很準(zhǔn)確,。