全自動(dòng)二次元影像測量儀的結(jié)構(gòu)組成及光學(xué)原理特點(diǎn)
發(fā)布時(shí)間:2019-12-18 17:42:49 點(diǎn)擊率:
影像測量儀的光學(xué)原理與普通投影儀很類似,區(qū)別在于影像前者被測件的輪廓影像被CCD 傳感器接收并由計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像采集和處理,后者則直接把影像投射到投影觀測屏, 輪廓對準(zhǔn)有操作者的人眼完成,因而導(dǎo)致兩者測量精度和自動(dòng)化程度相差很大,另外還有高度測量的功能。
影像測量儀一般具有較大的測量范圍,通常配備有( 0. 7 @ ~ 4. 5 @ )的變焦物鏡,照明光源除了常見的底光和頂光外,還有環(huán)形照明光,適合于底光和頂光都不能有效照明時(shí)應(yīng)用。
全自動(dòng)二次元影像測量儀的誤差來源:
全自動(dòng)二次元影像測量儀的測量可以是單軸、二維平面的測量,也可以是三維空間坐標(biāo)的測量,測量時(shí)先對焦,取點(diǎn),計(jì)算處理。
讀數(shù)來自于標(biāo)尺即光柵系統(tǒng),對焦對準(zhǔn)依靠光學(xué)系統(tǒng),還有一個(gè)直接影響測量效果和精度的照明光源, 因?yàn)?,基于影像方法測量的儀器,如果被測件不能被有效正確的照明,則測量的結(jié)果顯然要偏離其真實(shí)尺寸。
除前述因素外,環(huán)境條件也是制約測量精度不可忽視的因素。
基于上述分析,可以歸納出以下幾個(gè)方面的誤差來源:
1)光柵計(jì)數(shù)尺的誤差;
2)工作臺移動(dòng)時(shí)存在的直線度、角擺帶來的誤差;
3)工作臺兩測量軸垂直度帶來的誤差;
4)顯微鏡光軸與工作臺面不垂直帶來的誤差;
5)測量室溫度偏離校準(zhǔn)要求的參考溫度帶來的誤差;
6)光源照明條件的變化帶來的對焦和對準(zhǔn)誤差。
在這幾種因素中,前四項(xiàng)誤差,是硬件誤差,在儀器制造過程中已經(jīng)形成并固定下來,一般無法改變;溫度影響帶來的誤差,必須通過控制測量室的溫度和等溫過程來減小其影響。
一項(xiàng)則常被忽視,而在實(shí)際測量中,當(dāng)光源照明條件改變時(shí),直接影響被測工件的照明效果和影像質(zhì)量,主要是因?yàn)橛跋駵y量儀的圖像是通過CCD 接收,盡管CCD具有自動(dòng)調(diào)節(jié)增益的功能,但當(dāng)亮度過大時(shí)即失去調(diào)節(jié)功能,導(dǎo)致被測工件影像在縮小,當(dāng)亮度過低時(shí),工件影像反而變大。這種影響,對于測量具有重復(fù)圖形結(jié)構(gòu)之間的間距時(shí),只要整個(gè)測量過程中照明條件保持不變,其影響可以忽略,因?yàn)槊總€(gè)重復(fù)圖形結(jié)構(gòu)都同時(shí)在變大或變小,間距的測量計(jì)算直接消除了影像變形的影響,如測量玻璃尺、網(wǎng)格板刻線間距;除了這種特殊情形外,如測量圓的直徑、工件的長度和寬度,都將帶來明顯的誤差。
在以影像測量工件樣品結(jié)構(gòu)的幾何尺寸時(shí),光照明條件的改變將會(huì)直接影像被測尺寸,如線寬、圓直徑及其他幾何形位公差,因此要確保取到的邊界點(diǎn)是產(chǎn)品需要檢測的邊界,在高精度測量中,這是導(dǎo)致測量不確定度增大的關(guān)鍵因素,應(yīng)引起足夠重視。