FC-ISM-LCCD線陣CCD相機(jī)是由武漢方寸科技公司研究并開(kāi)發(fā)的工業(yè)線陣CCD相機(jī),該相機(jī)采用高性能16位高速A/D和CPLD結(jié)合的高性能、高速率、工業(yè)數(shù)字線陣CCD相機(jī),它具有尺寸小,穩(wěn)定性好,高信噪比特點(diǎn),免外部電源,且易于進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)和應(yīng)用集成等優(yōu)良特點(diǎn),遠(yuǎn)優(yōu)于國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品。
該系列數(shù)字工業(yè)相機(jī)可廣泛應(yīng)用于尺寸測(cè)量、顏色分析、二值化數(shù)據(jù)、位移測(cè)量、印刷監(jiān)控、產(chǎn)品在線檢測(cè)、 OCR和條碼識(shí)別等工業(yè)領(lǐng)域。
利用線陣CCD進(jìn)行目標(biāo)尺寸(含大小、高度、寬度、厚度、直徑等技術(shù)指標(biāo))測(cè)量是當(dāng)前非接觸測(cè)量以及計(jì)量檢測(cè)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的技術(shù)手段之一,如對(duì)光纖光纜生產(chǎn)過(guò)程中的直徑測(cè)量與控制、電纜直徑測(cè)量與控制、在線產(chǎn)鋼長(zhǎng)度測(cè)量、紗線粗細(xì)測(cè)量、標(biāo)桿尺寸測(cè)量等等。本文以測(cè)量被測(cè)件的尺寸為例子(大小、高度、寬度、厚度、直徑等指標(biāo)的測(cè)量與此類(lèi)同),詳細(xì)介紹如何根據(jù)測(cè)量所需要的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo),如要求被測(cè)精度、被測(cè)件的尺寸范圍(zui大值與zui小值之差)、被測(cè)目標(biāo)離鏡頭的距離等要求下,如何計(jì)算線陣CCD的安裝位置、如何選取鏡頭(焦距、孔徑等)、如何選取線陣CCD及其測(cè)量控制系統(tǒng)等等。以下主要介紹脈沖計(jì)數(shù)法,其測(cè)量精度為一個(gè)像元。如果要求更的測(cè)量,請(qǐng)參考武漢方寸公司參考資料-“線陣CCD尺寸測(cè)量(衍射法)”一文。
當(dāng) 時(shí),式(3)可變?yōu)椋?/div>
(4)
由式(4)可以看出,由于 在測(cè)量系統(tǒng)經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)后已經(jīng)確定,即為已知,后被測(cè)件的尺寸大小實(shí)際上變?yōu)楸粶y(cè)件經(jīng)過(guò)成像系統(tǒng)在線陣CCD靶面上的影像所在像元的多少,即 的大小。只有確定了被測(cè)件影像的兩個(gè)邊緣即可算出 ,由此CCD尺寸測(cè)量問(wèn)題轉(zhuǎn)換為被測(cè)件影像邊緣的識(shí)別和確定。
舉例如下:
(1)根據(jù)鏡頭焦距、目標(biāo)距離和線陣CCD占據(jù)像元個(gè)數(shù)來(lái)測(cè)算目標(biāo)尺寸大小
設(shè)透鏡焦距為50mm,被測(cè)件離透鏡2米,線陣CCD像元大小為7um,即f=50mm,u=2000mm,p=0.007mm,若n=4000個(gè)像元。
根據(jù)式(1)可算出,像距v為:
mm
即線陣CCD離鏡頭焦距外1.28mm。
根據(jù)式(4)可算出,被測(cè)件尺寸大小為:
mm。
即可測(cè)量目標(biāo)的尺寸大小1.12米。
由于采用脈沖計(jì)數(shù)法,線陣CCD的測(cè)量精度為1個(gè)像元,根據(jù)式(4)可算出,被測(cè)件的測(cè)量分辨率為:
mm,即約為0.3mm。
(2)根據(jù)鏡頭焦距、目標(biāo)距離和線陣CCD測(cè)量zui大范圍來(lái)確定被測(cè)件的zui大測(cè)量范圍
設(shè)透鏡焦距為50mm,線陣CCD像元大小為7um,可占用像元個(gè)數(shù)zui大為4000個(gè)像元,即f=50mm,p=0.007mm,n=4000,下面根據(jù)被測(cè)件離透鏡的距離遠(yuǎn)近分別為05米、1米、2米、5米、10米來(lái)分別計(jì)算線陣CCD離透鏡的距離以及本測(cè)件尺寸的zui大值
●被測(cè)件離透鏡0.1米距離,即u=100mm
根據(jù)式(4)可算出,被測(cè)件尺寸zui大值為:
mm
被測(cè)件的測(cè)量分辨率為:
mm,即約為14um,此可理解為測(cè)量精度指標(biāo),以下同。
線陣CCD離透鏡中心的距離:
mm,此項(xiàng)指標(biāo)可用于微調(diào)鏡頭螺絲口與線陣CCD感光面的距離。
●被測(cè)件離透鏡0.5米距離,即u=500mm
根據(jù)式(4)可算出,被測(cè)件尺寸zui大值為:
mm
被測(cè)件的測(cè)量分辨率為:
mm,即約為70um。此可理解為測(cè)量精度指標(biāo),以下同。
線陣CCD離透鏡中心的距離:
mm,此項(xiàng)指標(biāo)可用于微調(diào)鏡頭螺絲口與線陣CCD感光面的距離,如下圖所示,即線陣CCD感光面安放在離鏡頭1倍焦距外5.56mm處,以下同。
●被測(cè)件離透鏡1米距離,即u=1000mm
根據(jù)式(4)可算出,被測(cè)件尺寸zui大值為:
mm
被測(cè)件的測(cè)量分辨率為:
mm。
線陣CCD離透鏡中心的距離:
mm。
●被測(cè)件離透鏡5米距離,即u=5000mm
根據(jù)式(4)可算出,被測(cè)件尺寸zui大值為:
mm
被測(cè)件的測(cè)量分辨率為:
mm。
線陣CCD離透鏡中心的距離:
mm。
●被測(cè)件離透鏡10米距離,即u=10000mm
根據(jù)式(4)可算出,被測(cè)件尺寸zui大值為:
mm
被測(cè)件的測(cè)量分辨率為:
mm。
線陣CCD離透鏡中心的距離:
mm。
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