光电仪器设计

目录 第一章 绪论.........................................................................................................................2 §1.1前言..............................................................................................................................2 §1.2基于CCD测径仪的发展现状..............................................................................2 第二章 测量原理及总体.........................................................................................3 §2.1利用补偿法测量细铜丝直径……………........................................................3 §2.2利用光学衍射法测量细铜丝直径……………...............................................4 §2.3线阵CCD测量直径系统测细铜丝直径………...............................................5 §2.4#方案#的论证与选择采用……………........................................................6 第三章 信号处理电路.......................................................................................................7 §3.1低通滤波器..............................................................................................................8 §3.2相关双采样..............................................................................................................9 §3.3差分放大电路..........................................................................................................11 §3.4微分电路...................................................................................................................13 §3.5绝对值电路.............................................................................................................14 §3.6过零触发电路........................................................................................................15 第四章 实验结果及影响测量精度的主要因素...............................................16 §4.1信号处理电路对测量精度的影响.....................................................................16 §4.2被测工件的均匀性对测量精度的影响............................................................16 §4.3误差分析...................................................................................................................17 结论.....................................................................................................................................,,,,18 参考文献................................................................................................................................19 第一章 绪论 §1.1前言 对各种细丝直径的测量常常关系到工业产品的级别，如钟中的游丝、光导纤维、化学纤维、各种细线、电阻丝、集成电路引线以及种类仪器、标尺的刻线等。传统的测量方法多数为接触法，其它的有电阻法、称重法。也有采用光学方法的，如光学显微镜法、干涉法、扫描法、投影放大法、比较法等。然而，大多检测方法检测速度低，生产效率低，劳动强度大，远远跟不上目前自动化生产的需要。尤其在全面质量管理过程中，更需要先进的、智能的检测手段。目前，国内外常采用激光扫描光电线径测量，但是这种方法受电机的温度及振动的影响，扫描恒速度的限制，会产生高温使其降低寿命。基于线阵CCD便携式非接触直径测量仪器正是适应当前社会自动化生产的急需而设计的，该测径仪是一种光、机、电一体化的产品。尤其适用于电缆、电线、玻璃管、轴类零件的外径测量，对保证产品质量，降低原材料消耗，降低生产成本，提高劳动生产率有着重大的经济效益和社会意义。 §1.2基于CCD测径仪的发展现状 §1.2.1国外发展现状 社会的进步重要体现就是科技的进步，科技进步主要体现使用劳动工具的进步。从18世纪工业革命以来，科学技术以前所未有的速度在突飞猛进的发展，特别是近50年来，随着现代化生产和加工技术的发展，对于加工零件的检测速度与精度有了更高的要求，向着高速度、高精度、非接触和在线检测方向发展。为此，工业发达国家对于检测仪器与设备速度与精度一直作为检测仪器的主要指标。测径仪特别适用于电缆、电线的在线自动检测，对保证产品的质量，降低原材料消耗，降低生产成本，提高劳动生产率有着十分重要的意义，所以各国政府都很重视对测径仪的研究。英国Beta AS3系列全新的激光测径仪：LD1040-S(单向直径测量仪)、LD1040XY-S(双向直径测量仪)，精度：0.1μm，测量范围最广，单向测径仪最大可测直径达330.3mm，双向测径仪最大可测直径值达100mm，测量精度最高，最高测量精度可达0.1μm，是目前同类产品中的最高的测量精度。日本生产的 LS-7000 系列高速、高精度 CCD 测量仪器，如：LS-7030M（配备测量摄影机）测量范围：0.3mm～30mm，测量精度：±2μm，重复性精度：±1.5μm。LS-7010M（配备测量摄影机）测量范围：0.04mm～6mm，测量精度：±0.5μm。 §1.2.2国内发展现状 国内生产的测径仪测量精度没有国外的精确，河北省激光研究所光电检测控制室生产的JCJ-1激光测径仪，是专为玻璃管生产线上玻璃管外径的测量、控制、分选而设计的集激光、精密机械、计算机于一体的智能化精密仪器。通过激光光束高速（200次/秒）扫描被测玻璃管，计算机实时采样处理，实现玻璃管直径在线非接触检测、控制，测量范围：0.5mm～60mm，测量精度：±0.01mm。广州一思通电子仪器厂生产的ETD-05系列激光测径仪，测量范围：0.2mm～30mm，测量精度：±2μm，ETD-05系列激光测径仪是一种基于激光扫描测量原理而设计的高精度非接触式的外径测量设备，仪器采用二维测量模式，有效消除工件振动造成的测量误差，特别适合生产现场的实时测量，适用于通信电缆、光缆、同轴电缆、漆包线、PVC管、铜管、纤维线等圆形线材的在线检测，也可用于其它各种圆形工件的外径测量。 第二章 测量原理和方案论证 （设计任务分析） §2.1利用补偿法测量细铜丝直径    如图2—1示，由白炽灯1发出的光，经过透镜2后变为平行光通过屏4上的俩个孔后被分成两束(补偿光通量φ1和测量光通量φ2)用聚光透镜6使光束φ1和φ2投向漫射屏7，由屏7出来的漫射光被光电倍增管8所感受。光通量φ1为固定不变的光通量，φ2的一部分被欲测的金属铜丝5和光门11所遮断，金属丝的直径改变时，适当地移动光门使光束φ1和φ2重新维持相等，因此可由光门的位置决定铜丝直径。 图2-1 补偿法测钢丝直径原理    照射于光电倍增管8上的光束轮流地被薄板3（光调制器）所遮挡，电磁震动子15以每秒50周的频率使薄板3震动。光通量φ1和φ2不等时，光电倍增管的负载电阻上产生不平衡的交变电压。不平衡电压经过放大器9放大后加在两相异步进电机10的控制绕组上，电动机旋转带动光门11移动，直至俩光束重新相等。电动机的旋转运动变成光门的直线移动是靠测微计的螺丝口完成的。尺寸指示器13固定在螺丝的轴上，尺寸指示器指针14在刻度盘上指出被测铜丝直径。§2.2利用光学衍射法测量细铜丝直径 我们选择了最简单的一种模型，它是常规的夫琅和费衍射。即把金属丝当成一个平面的狭缝,其工作情况如图2-2所示。光源发出的平行光束垂直照射在单缝(金属丝)上.根据惠更斯-菲涅耳原理,单缝上每一点都可以看成是向各个方向发射球面子波的新波源,子波在接收屏上叠加形成一组平行于单缝的明暗相间的条纹.和单缝平面垂直的衍射光束会聚于屏上x=0处,是中央亮条纹的中心,其光强为I0;与光轴成θ角的衍射光束会聚于x=x(θ)处,θ为衍射角,由惠更斯-菲涅耳原理可得光强分布为: 图2-2        夫琅和费单缝衍射  （2-1） 式中D为缝宽,λ为入射光波长.当θ=0时,I=I0,是中央主极大.当sinθ=kλ/D时,其中k=±1,±2,…,I=0,是暗条纹.由于θ很小,故sinθ≈θ,所以近似认为暗条纹出现在θ=kλ/D处.中央亮条纹的角宽度Δθ=2λ/D,其他任意两条相邻暗条纹之间夹角Δθ=λ/D,即暗条纹以x =0处为中心.当使用激光器作光源时,由于激光的准直性,可将透镜L1去掉.如果接收屏远离金属丝(z>>D),则透镜L2也可省略.由于tgθ=x/z,且tgθ≈sinθ,则各级暗条纹衍射角应为  （2-2） 由此可以求得金属丝直径为 （2-3） 式中k是暗条纹级数;z为金属丝与测量平面间的距离;XK为第k级暗条纹距中央主极大的距离。 §2.3线阵CCD测量直径系统测细铜丝直径 图2-3      线阵CCD测量直径系统结构图 则在CCD传感器光敏面上形成了被测工件的影像，这个影像反映了被测工件的直径尺寸，两者之间的关系由高斯公式表示为：  (2-4) 其中：l-----物距  l′----像距    f′---像方焦距  β----光学系统的放大率  d----被测工件的直径大小    d′---被测工件直径在CCD上影像大小 知道物距、像距并测出工件影像d′的大小，即可求出被测工件的尺寸。 CCD器件把光敏元上工件影像的光学信息转换成与光强成正比的电荷量。存储于MOS电容中，用一定频率的时钟脉冲对CCD进行驱动，则电荷定向转移到输出端。视频信号中每一个离散电压信号的大小对应着该光敏元所接收光强的强弱，而信号输出的时序则对应CCD光敏元位置的顺序。最终，被测工件的影像大小反映在CCD输出信号中变为输出信号电压的高低，即在CCD中间被影像遮挡部分的光敏元输出电压低，两侧未被遮挡的光敏元输出电压高。CCD的输出信号如图2-4所示        图2-4  CCD输出信号 最终由CCD实现按空间域分布的光学图像信息向按时间域分布的电压信号转化，该输出电压信号经过信号处理后，可得到表示d′大小的脉冲信号，脉冲信号送入单片机中，测出脉冲宽度，进而可求出被测工件的大小。即用CCD复位脉冲（对应CCD的光敏元）可求出尺寸的大小。若：δ为脉冲当量（CCD脉冲），N为CCD器件像数，N1，N2为光照部分的光敏信号输出脉冲数，β为光学系统的放大倍数，则被测工件直径为： （2-5） 本设计中δ=7μm；N=5000；β=1，所以实际上被测工件直径尺寸为： （2-6） §2.4设计方案的论证与选择采用 补偿补偿法测量细铜丝直径，其测量范围可达到0.1-0.3mm,精度可达±0.5um，完全符合设计要求，该方案中误差的主要来源是细铜丝振动的频率和振幅，但是此方案在测量细铜丝直径时容易引起仪器振动，影响测量精度。此方案成套水平低，结构落后，以及智能化程度低故在生产过程中应用不是很广泛，故本次测量不采用。 光学衍射法测量细铜丝直径在理论上已经很成熟，但实际应用中存在一定困难，特别是在测量精度提高时，其中的关键困难在于：当光经衍射后产生的衍射图样微弱，信号的信噪比比较低，还由于衍射图样的锐度不大，条纹位置不明显，给测量带来很大困难。特别是在实时动态测量过程中，造成测量结果不稳定，重复性差。 与同类测量系统比较，CCD细丝直径测量系统具有测量速度快，测量精度高，抗干扰能力强等优良特点，是一种非接触式的测量系统，属无损伤测量，不影响加工系统正常运行，非常适合于生产线上尺寸的测量。该设计方案集成化程度高，可与计算机相联，可进行测量数据的集中采集和分析，以便进行质量分析和统计，并在生产过程中出现质量问题时进行报警提示，便于控制和自动化生产。 综合上述分析及我们小组的讨论研究，我们决定采用CCD细丝直径测试仪的设计方案 第三章 电路系统设计 （信号处理电路） CCD的输出信号是脉冲信号，其中既包含被测尺寸的信息，又含有大量的复位噪声和电子系统的白噪声，使得有用信号难以提取。由于CCD本身的感光单元有一定间距，加上照明光源在视场内光强分布的不均匀性，CCD本身的光敏不均匀性、转移损失以及光源在通过待测目标边缘时的衍射现象等原因，使得CCD输出不会是理想的0/1信号，其包络的边缘必然带有明显的梯度，或者说，目标尺寸的两个边缘在CCD上成像的具体位置不可能十分确定。导致CCD输出信号波形在轮廓边缘处有一渐缓的过渡区，而且这一过渡区随着轮廓在视场中位置的变化而变化，这一变化直接影响捕捉真正代表物体边缘的特征点，进而影响测量精度。因此，除了减少外界干扰外，如何从CCD的输出信号中提取出真正代表物体边缘的特征信息，是测量的难点所在。真正表示物体的边缘点处，CCD输出信号的微分最大。由于被测物体的边缘是通光和挡光的交界点，理论上该处的光强变化率最大，该点就是滤波后的视频信号电压函数u=u(t)在过渡区内的拐点，由高等的知识知道，在拐点处，电压函数的一次微分为最大值，二次微分为零。电路便于寻找为零的点。基于此，可设计微分法处理电路提取测量信号。 图3-1 未放工件输出信号 图 3-2 放工件输出信号 观察CCD的输出波形，发现原始信号上附加有许多细小的“毛刺”，即各种噪声信号，有器件本身的噪声（如散粒噪声、热噪声、1/f噪声等)，也有转移过程中附加的噪声(如复位噪声等)。为了准确地从中提取出有用的信号成分，必须尽可能地抑制或消除各种噪声干扰。多年来，人们研究了各种噪声抑制方法，并取得了明显的效果，大大地提高了CCD信号处理能力。归纳起来主要有以下几种方法：1）低通滤波法(LFS)2）双斜率积分法(DSI)3）嵌位切除法(CCS)4）相关双取样(CDS) 另外CCD的输出信号幅值为2V～3V，可以直接进行信号处理，不需要放大环节。信号处理原理图如图3.3所示： 图 3-3 信号提取电路示意图 §3.1低通滤波器 图3-4二阶有源低通滤波器的实用图 在对CCD输出信号二值化之前要对噪音进行抑制，主要抑制宽带白噪声。压控电源低通滤波电路是由两节RC滤波电路和同相比例放大电路组成，其中同相比例放大电路实际上就是压控电源，同相比例放大电路的电压增益就是低通滤波器的通带电压增益，即A0=AVF=1+Rb/Ra 由图可得电路的传递函数为： （3-1） 又因AVF=1+Rb/Ra(AVF为集成运放压控电源增益)，则有： （3-2） 为二阶低通滤波电路传递函数的典型表达式。其中wn2=1/R1R2C1C2为特征角频率，而Q为等效品质因数。为了求出二阶有源低通滤波器的频率响应，可令s=jw，由此可求得幅频响应和相频响应分别为： （3-3） §3.2相关双采样 CCD图像传感器的输出信号是图像采样的离散模拟信号，无论是线阵还是面阵，其中夹杂着各种噪声和干扰成分，极大地影响了CCD的成像质量。CCD信号处理的目的就是在不损失图像细节前提下尽可能消除噪声的干扰，保证在其工作动态范围内，提高信噪比，取得高质量的图像，以便准确地提取出各像元中的信号成分。由于CCD器本身具有积分效应，从而使得外部的噪声被大大的消除，CCD输出的视频信号包含大量的噪声，主要有光子散弹噪声、暗电流噪声、输出放大器产生的复位噪声。而器件本身的噪声主要分为3类:散粒噪声,暗电流噪声和平移噪声。 消除的方法很多，主要采用的有低通滤波、相关采样、微分取样法、反射延迟法等，由于相关双采样电路具有抑制噪声效果好，引入噪声小，工作频率高，电路简单和易于集成化等优点，适合高性能CCD信号处理。相关双采样法 图 3-5 相关双采样 实现相关双采样电路基本电路如图3-5所示，在t1～t2期间对复位电平进行第一次采样，C2电容保持的电压为KTC噪声、复位失调电压与复位电平的叠加。而第二次采样在t3～t4之间，C3电容保持的电压为KTC噪声、复位失调电压和有用视频信号的叠加。两次采样间隔为Tg。输出信号为两次采样值进行相减后所得的信号电压。 目前CCD多为埋沟道器件，输出图像信号中的噪声以CCD输出结构产生的复位噪声占重要的地位，CCD输出结构图如图3-6所示： 图3-6 CCD 输出结构图 在每一个像元周期开始、信号电荷到达之前，复位脉冲到来使复位开关接通在存储电容上CS复位一个复位电平，由于复位开关热噪声的影响，常使CS上的复平偏离这一理想位置，这段偏离量就是复位噪声。当信号电荷到来时，复位开关截信号电荷注入到已被复位的CS上使CS上电位降低ΔV，这样输出缓冲放大器源极也变化。这一过程主要完成把CCD光电的信号电荷量转换成以电压形式输出的视频信复位脉冲到来一次，CCD就输出一个像元信号，所以在一个像元周期内复位开关产复位噪声也将保留到下一个像元周期开始，复位噪声在复位电平和视频电平期间在。复位电平与视频电平之间差值ΔV的大小与CCD光电信号电荷的大小成正比，是说CCD输出的有用信号是ΔV，采用相关双采样技术就是通过对复位电平与视频分别进行采样，将两个采样信号通过一个差动电路得到ΔV，这一过程就把与复位和视频电平都相关的复位噪声滤除了。 相关双采样电路输出信号及采样时序如图3-7所示。 图 3-7 相关双采样输出信号及采样时序 在实验中，我们采用TL1591型采样/保持放大器来完成相关双采样功能，TL1591具有15MHz采样速率，30ns采集时间和25MHz工作带宽等优良性能。 §3.3差分放大电路 VS为有用视频信号输出，CS为输出复位电平信号。因此，在外部电路采用差分比例运算电路时，把这两个信号加到差分比例运算电路的两个输入端即可很好地消除噪声，并可得到有用信号。下面对差分比例运算电路进行一下分析：首先，我们设VS输出的CCD信号（含噪声）电压为Ui1，CS端输出信号电压为Ui2。这里，我们知道Ui1=Ui2+UCCD（其中UCCD为不含噪声的CCD输出信号），实际上，我们可以把Ui和Ui′这一对输入信号看成是一对共模信号和一对差模信号组成。若将两个输入信号分别写成下列两个分离之和： （3-4） 则可以看出两个输入信号中第一个分量的数值和相位均相同，符合共模信号的定义第二个分量的数值相同而相位相反，符合差模信号的定义。因此这样一对任意信号就可以表示为一对共模信号和一对差模信号之和。即 （3-5） 其中：Uic1为差分比例运算电路的共模输入电压。Uid1为差分比例运算电路的差模输入电压。因此差分电路的差模输入电压为： （3-6） 差分比例运算电路如图3-8所示： 图 3-8 差分比例运算电路 差分比例运算电路中若RF=Ri，则Uo=UCCD所以我们将Vs端接在差分比例运算电路的正相输入端，Cs接在差分比例运算电路的反相输入端，以保证CCD输出信号为正向信号。 §3.4微分电路 图3-9 基本微分电路及微分电路的阶跃响应 如图3-9所示：微分电路的输出电压与输入电压成微分关系。对于基本微分电路，其输入ui与输出uo之间满足关系： （3-7） 表明，输出幅度随输入频率的增加而线性增加，因此该电路对高频噪声特别敏感，以致噪声可能完全淹没微分信号。其次，考虑基本微分电路的RC环节对反馈信号具有滞后作用，它和集成运放内部电路的滞后作用合在一起，在RC参数选择不当会引起自激振荡。实用的微分电路如图3-10所示，加一小电阻R6与微分电容C6串联，提高电路抗干扰的能力。R7与C7并联，起相位补偿作用。R8与C8起阻抗匹配作用。 该电路输入ui与输出uo之间满足关系： （3-8） 为了减小误差，提高运算精度，同时电路能够稳定的工作，要求 R6选小点，R7选大点，并且满足1/R6C6=1/R7C7关系为最佳。实际中选R6=50Ω、C6=10nF、R7=50KΩ、C7=10pF、R8=50Ω、C8=10nF。 图3-10实用微分电路 §3.5绝对值电路 图3-11绝对值处理电路 如图3-11所示绝对值电路，又称全波整流电路。该电路的输出电压等于输入电压的绝对值，即uo=|ui|，故称为绝对值电路。绝对值电路处理电路的工作原理：当输入电压为负时，线性检波电路不工作。此时，输入电压通过电阻R5，加到反相放大器的反相输入端。取电阻R5=R8，则电路的放大倍数等于-1。因而在输出端产生正的输出电压。由于输入电压是正电压，所以线性检波器工作，此时a点的输出电压为-ui。一方面，正的输入电压ui在b点为+ui。另一方面，线性检波器的输出电压-ui，通过电阻加到b点上。但是,电阻R4阻值比电阻R8小1/2。所以被供给两倍的反相电流，使反相放大器产生正的输出电压。这样就完成了全波整流。但是,上述绝对值放大电路工作原理的剖析，是在电阻R4与R8之比必须为1/2的情况下做出的。实际使用时，取R1=R2=R4=10KΩ，R5=R7=20KΩ，R3=R6=5KΩ §5.6过零触发电路 过零触发电路，可将正弦波变换成无相位误差的方波。另外，还可产生触发脉冲。 图3-13 过零触发电路 如图3-13所示，输出电压uo值由稳压二极管的齐钠电压所决定。如果采用05Z5.6A型稳压二极管，该二极管的齐钠电压约为6.3V，如果采用02BN2.7型稳压二极管，该二极管的齐钠电压约为3.5V，所选稳压二极管型号不同，输出电压不同。 第四章 实验结果及影响测量精度的主要因素分析 §4.1信号处理电路对测量精度的影响 由于外界环境及电路自身元器件的不稳定性，会使得测量结果偏离理想状况，下面主要介绍零点漂移现象及其产生的原因 1、什么是零点漂移现象：ΔuI＝0，ΔuO≠0的现象。 2.产生原因：温度变化，直流电源波动，器件老化。其中晶体管的特性对温度敏感是主要原因，故也称零漂为温漂。 3.克服温漂的方法：引入直流负反馈，温度补偿。典型电路：差分放大电路 §4.2被测工件的均匀性对测量精度的影响 在生产过程中，轴类零件，电缆或电线的外径有时不很均匀。被测工件经过光照在CCD成像，线径不等时则被照部分CCD输出脉冲数与均匀被测工件被照部分的CCD输出脉冲数不等，反应到测量结果上就会产生测量误差，在设计中，我们采用对被测工件的多次测量，然后求取平均值的方法来消除这种误差。粗大误差也影响测量精度，但它是有外界条件的突然变化引起的，当外界条件改变时引起CCD输出信号的不稳定，只要保证外界条件持续稳定，则粗大误差就很少发生。 §4.3误差分析 在实验过程中，我们分别对直径φ=1.0mm的标准件进行了三组测量，每一组采取多次重复测量，取平均值，并进行相应的精度计算。 在前面已经对测量精度的几个要素进行了分析，下面进一步论述，在实验过程中，根据测量误差的性质，可把误差分为系统误差、偶然误差和粗大误差。 影响测量精度的因素有很多，有些是可以通过减少误操作等方式来避免和减少；而有些误差是在所设计系统中所固有或是操作环境中存在的，是不可避免的。下面对影响测量结果的主要方面进行误差分析： 总误差由系统误差和随机误差两部分组成。随机误差的来源主要来自测量系统电器部分的随机变化，例如光源波动及老化Δrel、CCD感光单元灵敏度不均匀误差Δrccd、电路的随机噪声Δrelc、数据采集随差Δread等。设计过程中的误差分配指定一个合理的误差量（根据仪器设计精度δ）分配给上述电器产生的随机误差项，特别是分配给光源，以便获得光源的选择参数和稳定性参数，同时可以适当地分配给CCD传感器，电路，数据采集等环节。 （1）光源不稳定引起的误差 （2）CCD感光单元灵敏度不均匀误差 （3）单片机硬件计数存在误差 （4）环境造成的影响 随机误差ΔΣ系统即为上述1）～4）项的误差和，也可以采用绝对值累加，也可以采用平方和开平方进行累加，本系统中采用开平方累加。 由分析可以得到如下系统误差：1）光源发散角引起的误差Δll，2）成像镜头引起的误差Δes，3）被测工件倾斜引起的系统测量误差Δmt，4）被测工件不均匀性引起的误差Δmm。 （1）光源发散角引起的误差 （2）成像镜头引起的误差 （3）被测工件倾斜引起的系统测量误差 （4）被测工件不均匀性引起的误差 仪器的总误差来源为： 结 论 本课题的研究是以线阵 CCD--光电传感器 TCD1501D 及光学镜头为基础构建的光学测量系统，对 CCD 的输出信号采用微分法提取被测工件的边缘信息，由单片机对数据进行处理完成测量工作。本文从光学系统设计入手展开研究：包括测量直径系统的构建、线阵 CCD 测量器件的选择、光学镜头的设计及实验研究，同时对系统组成的硬件电路、程序设计做了相应的介绍。综上所述，本课题的研究主要做了以下方面的工作： 1）设计了基于线阵 CCD 的直径测量系统。包括线阵 CCD 的选型，光源的选取，光学镜头的设计，介绍线阵 CCD 光学测量原理。 2）在进行光电测量装置设计时，对光学系统进行了详细分析，并用 ZEMAX 软件设 计了柯拉照明系统中的集光镜、聚光镜和成像物镜。 3）本论文从实验上实现了使用 CCD 技术进行非接触测量，特别是对输出信号不采用传统意义上的阈值处理法，而采用微分法对工件的边缘信号进行提取，用 MSP430F149单片机进行数据处理并编制相应的程序。 4）用 CCD 测径系统对几组直径做实验研究，分析了测量系统的误差。由测量结果可知，测量精度在±5μm之内。如果从以下几个方面进行改进，可以得到更高的测量精度。 （1）光学系统的设计、光学系统的准确调节、镜头装调和校验。 （2）测量时，若 CCD 感光面与像面不重合，CCD 将接收到模糊的图像信息，造成测量误差，以后可以采用增加瞄准部分来解决。CCD 传感器的像元尺寸的几何位置精度高，可靠性高，寿命长，适合较恶劣的自然环境，CCD 技术被应用在几乎所有的成像相关的领域，随着科学技术的发展以及 CCD技术的研究和应用，CCD 技术将得到普及和推广。由于 CCD 价格的降低，处理器和大容量存储器价格的降低，使得测量直径仪器越来越便宜，测径仪的前景越来越好。 鉴于我小组成员的知识结构及经验有限，论文基于线阵 CCD 便携式直径测量系统设计还存在许多不完善的地方，有待于在今后的研究中进一步完善。 参考文献 1 李慧鹏，王军，张军，唐文彦.一种新型非接触式线径测量系统[J].仪器仪表学报， 2朱志成，董明钧，张顺海，王金建.非接触式电荷耦合测径仪的研制[J].山东科学 3王宪涛.高精度 CCD 光电测径仪的研究.长春光学精密机械学院硕士论文. 4 朴明波.对利用 CCD 技术进行实时在线非接触式线径测量的研究.辽宁工程技术大学硕士论文，2003.12. 5徐春梅.提高 CCD 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