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全自动二次元影像测量仪的结构组成及光学原理特点

发布时间:2018-05-04 18:01:37  浏览次数:

      自动二次元影像测量仪一般由机械、光学、图像采集、计算机处理和测量软件等六部分组成,。
影像测量仪的光学原理与普通投影仪很类似,区别在于影像前者被测件的轮廓影像被CCD 传感器接收并由计算机进行图像采集和处理,后者则直接把影像投射到投影观测屏, 轮廓对准有操作者的人眼完成,因而导致两者测量精度和自动化程度相差很大,另外还有高度测量的功能。
影像测量仪一般具有较大的测量范围,通常配备有( 0. 7 @ ~ 4. 5 @ )的变焦物镜,照明光源除了常见的底光和顶光外,还有环形照明光,适合于底光和顶光都不能有效照明时应用。

全自动二次元影像测量仪的误差来源:
全自动二次元影像测量仪的测量可以是单轴、二维平面的测量,也可以是三维空间坐标的测量,测量时先对焦,取点,最后计算处理。
读数来自于标尺即光栅系统,对焦对准依靠光学系统,还有一个直接影响测量效果和精度的照明光源, 因为,基于影像方法测量的仪器,如果被测件不能被有效正确的照明,则测量的结果显然要偏离其真实尺寸。
除前述因素外,环境条件也是制约测量精度不可忽视的因素。

基于上述分析,可以归纳出以下几个方面的误差来源:
1)光栅计数尺的误差;
2)工作台移动时存在的直线度、角摆带来的误差;
3)工作台两测量轴垂直度带来的误差;
4)显微镜光轴与工作台面不垂直带来的误差;
5)测量室温度偏离校准要求的参考温度带来的误差;
6)光源照明条件的变化带来的对焦和对准误差。
在这几种因素中,前四项误差,是硬件误差,在仪器制造过程中已经形成并固定下来,一般无法改变;温度影响带来的误差,必须通过控制测量室的温度和等温过程来减小其影响。

最后一项则常被忽视,而在实际测量中,当光源照明条件改变时,直接影响被测工件的照明效果和影像质量,主要是因为影像测量仪的图像是通过CCD 接收,尽管CCD具有自动调节增益的功能,但当亮度过大时即失去调节功能,导致被测工件影像在缩小,当亮度过低时,工件影像反而变大。这种影响,对于测量具有重复图形结构之间的间距时,只要整个测量过程中照明条件保持不变,其影响可以忽略,因为每个重复图形结构都同时在变大或变小,间距的测量计算直接消除了影像变形的影响,如测量玻璃尺、网格板刻线间距;除了这种特殊情形外,如测量圆的直径、工件的长度和宽度,都将带来明显的误差。

在以影像测量工件样品结构的几何尺寸时,光照明条件的改变将会直接影像被测尺寸,如线宽、圆直径及其他几何形位公差,因此要确保取到的边界点是产品需要检测的边界,在高精度测量中,这是导致测量不确定度增大的关键因素,应引起足够重视。

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