影響測徑儀測量的幾個因素及改進方法

　　在現代工業生產過程中，生產現場對線材、棒材、管材外徑需在線實時檢測，并提出了愈來愈高的要求，在國內外均有光電測徑儀問世，光電測徑儀采用線陣CCD作為傳感器，實現高精度的線徑自動化檢測。

1、CCD

CCD應用技術是一項具有廣泛應用前景的新技術，二十多年來，CCD技術取得的驚人進展足以說明這一點。CCD已經在三大領域得到廣泛的應用：攝像、信號處理和存儲。它之所以能在圖像測量領域中得到廣泛的應用，是因為它具有精度高、轉化率高、功耗低、尺寸小、壽命長、性能穩定等優點。測徑儀就為利用線陣CCD生產制造的精密測量儀器，目前，藍鵬光電測徑儀的測量精度已經可以達到0.003mm。是高性能的在線實時檢測設備。測量數據準確方便，為廣大廠家所青睞。

2、影響測量的幾個因素及改進方法

通過理論分析和CCD小尺寸測量時的實際數據表明，線陣 CCD在測量幾何尺寸時，利用計算機軟件可讀取由CCD器件傳輸過來的圖像，其讀取的*小單位為一個像素，因此該系統誤差也是一個像素的所對應單位。

(1) 垂直擺動。在測量某些物體時，由于被測物件往往是運動的，當被測件沿垂直運動的方向有擺動，且振動方向沿光軸方向擺動時，則測量的工作距離發生變化，導致透鏡系統的放大倍率的改變，放大倍率的誤差而引起測量誤差，為減少由垂直方向擺動引起的誤差，要求機械系統在垂直方向有一定的減振措施，光學系統中盡量使光線變的平行。而光電測徑儀采用平行光源測量，光源的平行度非常好。

(2) 沿光軸方向的振動。當待測物沿光軸方向振動時會使被測件輪廊在CCD上成像的清晰度發生變化，導致CCD輸出信號波形在輪廓邊緣處有一暫緩的過渡區，這種清晰度隨著輪廓界線在視場中的不同位置也有所不同，因此視場中央成像質量總是優于邊緣視場，這種情況在放大測量中尤甚，當測量具有光吸收特性的介質時，由于吸收系數的影響，CCD輸出信號的變形就會很大，這種漸緩的過渡區在確定被測件的輪廓位置或明暗區界線的位置時，便產生較大的誤差，在程序設計中對二值化處理采用動態閾值，以提高系統的抗干擾能力。而同時，藍鵬測控測徑儀采用多種技術，已經解決了抖動誤差。

(3) 光路影響。實呩使用CCD時，發現CCD的輸出信號幅值隨視場上沿 CCD陣列方向的長度變化而變化，另一方面自然光不是嚴格意義上的平行光。本身光能不均勻，而引起CCD器件接收到的信號產生變化，實測結果還表明這種變化還是相當大的，為提高光能質量，盡可能使用平行光照明方式，就可大大臧少光源和擺動的影響，光電測徑儀采用高亮度且光能均勻的二極管作為點光源，其經過處理所產生的光源平行的非常高。另外當采用固定閾值進行二值化時，也會產生很大的誤差，結合前面的分析對CCD接收信號進行二值化處理，其閾值根使用環境和條件逬行調節。

(4) 電路電壓影響。實測過程中還發現電源電壓的波動對測量結果也有較大的影響，為減少電源電壓的影響，采用直流穩壓源供電，如用交流穩壓電源供電，可使用大的濾波電容，光電測徑儀采用寬電壓設計，能都做到精準測量。

(5) 數據采集和處理時間。CCD是一種積分器件，視頻卡送過來的數據是以積分方式取樣的，所以積分時間還會影響測量精度。為了得到*佳精度，使數據采集和處理時間間隔盡可能接近CCD器件的積分時間。