引言

在现代工业生产过程中，生产现场对线材、棒材、管材外径需在线实时检测，并提出了愈来愈高的要求，在国内外均有光电测径仪问世，光电测径仪采用线阵CCD作为传感器，实现高精度的线径自动化检测。

1、CCD

CCD应用技术是一项具有广泛应用前景的新技术，二十多年来，CCD技术取得的惊人进展足以说明这一点。CCD已经在三大领域得到广泛的应用：摄像、信号处理和存储。它之所以能在图像测量领域中得到广泛的应用，是因为它具有精度高、转化率高、功耗低、尺寸小、寿命长、性能稳定等优点。

测径仪就为利用线阵CCD生产制造的精密测量仪器，目前，蓝鹏光电测径仪的测量精度已经可以达到0.003mm。是高性能的在线实时检测设备。测量数据准确方便，为广大厂家所青睐。

2、影响测量的几个因素及改进方法

通过理论分析和CCD小尺寸测量时的实际数据表明，线阵 CCD在测量几何尺寸时，利用计算机软件可读取由CCD器件传输过来的图像，其读取的最小单位为一个像素，因此该系统误差也是一个像素的所对应单位。

（1） 垂直摆动

在测量某些物体时，由于被测物件往往是运动的，当被测件沿垂直运动的方向有摆动，且振动方向沿光轴方向摆动时，则测量的工作距离发生变化，导致透镜系统的放大倍率的改变，放大倍率的误差而引起测量误差，为减少由垂直方向摆动引起的误差，要求机械系统在垂直方向有一定的减振措施，光学系统中尽量使光线变的平行。而光电测径仪采用平行光源测量，光源的平行度非常好。

（2） 沿光轴方向的振动

当待测物沿光轴方向振动时会使被测件轮廊在CCD上成像的清晰度发生变化，导致CCD输出信号波形在轮廓边缘处有一暂缓的过渡区，这种清晰度随着轮廓界线在视场中的不同位置也有所不同，因此视场中央成像质量总是优于边缘视场，这种情况在放大测量中尤甚，当测量具有光吸收特性的介质时，由于吸收系数的影响，CCD输出信号的变形就会很大，这种渐缓的过渡区在确定被测件的轮廓位置或明暗区界线的位置时，便产生较大的误差，在程序设计中对二值化处理采用动态阈值，以提高系统的抗干扰能力。而同时，蓝鹏测控测径仪采用多种技术，已经彻底消除了抖动误差。

（3） 光路影响

实呩使用CCD时，发现CCD的输出信号幅值随视场上沿 CCD阵列方向的长度变化而变化，另一方面自然光不是严格意义上的平行光。本身光能不均匀，而引起CCD器件接收到的信号产生变化，实测结果还表明这种变化还是相当大的，为提高光能质量，尽可能使用平行光照明方式，就可大大臧少光源和摆动的影响，光电测径仪采用高亮度且光能均匀的二极管作为点光源，其经过处理所产生的光源平行的非常高。另外当采用固定阈值进行二值化时，也会产生很大的误差，结合前面的分析对CCD接收信号进行二值化处理，其阈值根使用环境和条件逬行调节。

（4） 电路电压影响

实测过程中还发现电源电压的波动对测量结果也有较大的影响，为减少电源电压的影响，采用直流稳压源供电，如用交流稳压电源供电，可使用大的滤波电容，光电测径仪采用宽电压设计，能都做到精准测量。

（5） 数据采集和处理时间

CCD是一种积分器件，视频卡送过来的数据是以积分方式取样的，所以积分时间还会影响测量精度。为了得到最佳精度，使数据采集和处理时间间隔尽可能接近CCD器件的积分时间。

结语

光电测径仪可实现高精度的在线检测，为线径测量带来巨大的便利，提升质量，提升成材率，又可降低原材料降低废品率，是现代化工业生产中吧本科生的设备。

本文由保定市蓝鹏测控科技有限公司编写