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光电测径仪不同外径尺寸的精度提升方法

导读: 光电测径仪采用小孔成像实像放大的方法进行测量,光电测径仪对0.1~10mm范围内的轧材测量精度可以达到0.003mm,实像微米级的外径尺寸在线测量。

引言

基于CCD的尺寸测量一般采用非接触测量方式,由于CCD器件有精度高、动态性能好、便于同计算机组成高性能测控系统等特点,被广泛的应用于各种加工件的在线检测和高精度、高速度的检测技术领域。

光电测径仪不同外径尺寸的精度提升方法

下面就几种测量方案及误差进行分析。

1、微小尺寸测量

当被测尺寸L<1mm时,如果采用通过光照,直接读出反映被测尺寸大小的电荷信号的测量方法,则产生很大的测量误差。光电测径仪采用小孔成像实像放大的方法进行测量,光电测径仪对0.1~10mm范围内的轧材测量精度可以达到0.003mm,实像微米级的外径尺寸在线测量。

光电测径仪不同外径尺寸的精度提升方法

2、一般尺寸测量

当被测工件尺寸L满足1mm<L<b时,可以采用平行光成像法进行测量,该测量方案相对比较简单,只需要通过计数器检测出被工件挡光部分CCD光敏元长度,即可测出被测工件尺寸。

设工件被测尺寸为L,CCD挡光部分所插入的计数器脉冲数为N,脉冲当量为s,则

L=Ns(cosθ)

式中,θ为平行光线与CCD光敏面法线之间的夹角。

误差分析:

由上式可知,测量误差ΔL为:

ΔL=(sΔN+ΔsN)cosθ-Ns(sinθ)Δθ (5)

Δs与CCD的像敏元尺寸及像敏元件中心距精度相关,一般可以达到0.01mm;ΔN与所选用的计数器有关,也可以达到很高精度,所以,该方案能够实现高精度尺寸测量。

光电测径仪不同外径尺寸的精度提升方法

3、较大尺寸测量

当被测尺寸大于CCD感光面尺寸时,采用缩小成像测量法。测量原理与一般尺寸测量相同,由小孔成像法,实现被测尺寸缩小成像在CCD光敏面上,达到测量目的。

4、大尺寸测量

光电测径仪不同外径尺寸的精度提升方法

当被测工件尺寸足够大,可以采用边缘检测原理实现大尺寸测量的目的。边缘检测原理是采用两套CCD测量系统实现大尺寸工件边缘测量,然后将两套CCD测得的边缘位置与两CCD相对位置值综合起来,得出被测工件尺寸。通过改变两CCD之间的距离,来实现可变大尺寸测量。这种方法测量精度可以优于0.05mm。

结语

以上即为CCD生产的光电测径仪提高测量精度的简单方法,能够有效的使得被测物的测量精度更高,减小测量误差,实现高精度的检测。

本文由保定市蓝鹏测控科技有限公司编写

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