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如何提高影像測量儀測量精度

文章出處:網(wǎng)責(zé)任編輯:作者:人氣:-發(fā)表時間:2015-01-12 14:33:00

 影像測量儀是近十年來發(fā)展為快速的幾何光學(xué)測量儀器,它是一種基于光學(xué)投影原理,結(jié)合應(yīng)用現(xiàn)代光電技術(shù)和計算機處理技術(shù),完成對工件邊緣輪廓進行瞄準來實現(xiàn)長度尺寸測量的二維平面坐標位置測量儀。該儀器能地檢測各種形狀復(fù)雜工件的輪廓和表面形狀尺寸、角度及位置,特別是精密零部件的微觀檢測與質(zhì)量控制,適用于產(chǎn)品開發(fā)、逆向工程、品質(zhì)檢測等領(lǐng)域。電子和圖像處理技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用,為影像測量儀的多功能、高精度和自動化程度提供了關(guān)鍵的技術(shù)支撐作用。應(yīng)用于工廠現(xiàn)場測量的影像測量儀,通常其分辨力為0.001m,測量不確定精度一般為(3+L/200 )μm左右。

首先分析影像測量儀的結(jié)構(gòu)組成

影像測量儀一般由機械、照明、測長、圖像采集、計算機和測量軟件等六部分組成,其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

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應(yīng)用。

其次影像測量儀的誤差來源

影像測量儀上的測量均是單軸或二維平面坐標的測量,測量時先對焦,后對準,再讀數(shù)后計算處理。讀數(shù)來自于標尺即光柵系統(tǒng),對焦對準依靠顯微鏡光學(xué)系統(tǒng),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(jié)果顯然要偏離其真實尺寸。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方面的誤差來源:

    1)光柵計數(shù)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了的誤差;

    4)微鏡光軸與工作臺面不垂直帶了的誤差;

    5)測量室溫度偏離20℃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(jīng)形成并固定下來,一般無法改變;溫度影響帶來的誤差,通過控制測量室的溫度和等溫過程來減小其影響。

后一項則常被忽視,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(zhì)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(diào)節(jié)增益的功能,但當亮度過大時即失去調(diào)節(jié)功能,導(dǎo)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(fù)圖形結(jié)構(gòu)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(fù)圖形結(jié)構(gòu)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(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。

為了滿足廣大高精度客戶的測量需求,海科思推出了GM-7060系列超高精度影像測量儀,此款設(shè)備采用晶元光罩技術(shù),無需光柵尺和編碼器,軟件工作平臺,全部通過軟件補償精度,幾乎不受機械誤差及阿貝誤差的影響。這項發(fā)明已經(jīng)獲得世界多國專利,廣泛應(yīng)用于PCB板、線路板、沖壓件精密計量;量值傳遞等高精度測量領(lǐng)域。

 

 

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