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全自動二次元影像測量儀的結構組成及光學原理特點

發布時間:2019-12-18 17:42:49 點擊率:

 自動二次元影像測量儀一般由機械、光學、圖像采集、計算機處理和測量軟件等六部分組成,。
影像測量儀的光學原理與普通投影儀很類似,區別在于影像前者被測件的輪廓影像被CCD 傳感器接收并由計算機進行圖像采集和處理,后者則直接把影像投射到投影觀測屏, 輪廓對準有操作者的人眼完成,因而導致兩者測量精度和自動化程度相差很大,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,還有環形照明光,適合于底光和頂光都不能有效照明時應用。
全自動二次元影像測量儀的誤差來源:
全自動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的測量,測量時先對焦,取點,計算處理。
讀數來自于標尺即光柵系統,對焦對準依靠光學系統,還有一個直接影響測量效果和精度的照明光源, 因為,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,則測量的結果顯然要偏離其真實尺寸。
除前述因素外,環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方面的誤差來源:
1)光柵計數尺的誤差;
2)工作臺移動時存在的直線度、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誤差。
在這幾種因素中,前四項誤差,是硬件誤差,在儀器制造過程中已經形成并固定下來,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。
一項則常被忽視,而在實際測量中,當光源照明條件改變時,直接影響被測工件的照明效果和影像質量,主要是因為影像測量儀的圖像是通過CCD 接收,盡管CCD具有自動調節增益的功能,但當亮度過大時即失去調節功能,導致被測工件影像在縮小,當亮度過低時,工件影像反而變大。這種影響,對于測量具有重復圖形結構之間的間距時,只要整個測量過程中照明條件保持不變,其影響可以忽略,因為每個重復圖形結構都同時在變大或變小,間距的測量計算直接消除了影像變形的影響,如測量玻璃尺、網格板刻線間距;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構的幾何尺寸時,光照明條件的改變將會直接影像被測尺寸,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是產品需要檢測的邊界,在高精度測量中,這是導致測量不確定度增大的關鍵因素,應引起足夠重視。
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