刻度器

自动影像测量仪器的测量原理及误差分析源

发布时间:2023/1/10 16:14:16   
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自动影像测量仪是近年来发展最快的几何光学测量仪器。它是一种基于光学投影原理,结合现代光电技术和计算机处理技术,瞄准试样边缘轮廓,测量长度和高度尺寸的三维光学坐标测量仪。该仪器能有效地检测复杂形状工件的轮廓、表面形状、尺寸、角度和位置,特别是精密零件的微观检测和质量控制。适用于产品开发、质量批次检测等领域。

自动影像测量仪自动影像测量仪的结构组成和光学原理特性一般由六部分组成:

机械、光学、图像采集、计算机处理和测量软件。自动影像测量仪的光学原理与普通投影仪非常相似。不同之处在于,被测零件的轮廓图像由ccd传感器接收并由计算机采集和处理,而计算机直接将图像投影到投影观察屏上,轮廓与操作者的人眼对齐,导致两者在测量精度和自动化程度上有很大差异,另外,它还具有高度测量功能。自动影像测量仪一般具有较大的测量范围,并且通常配备变焦物镜。除了普通的底灯和顶灯外,光源还具有环形照明灯,适用于底灯和顶灯不能有效照明的应用。自动影像测量仪的误差源自动影像测量仪的测量可以是单轴、二维平面测量或三维空间坐标测量。首先集中注意力,获取分数,最后计算和处理。读数来自刻度,即光栅系统。聚焦对准取决于光学系统,还有一个照明光源直接影响测量效果和精度,因为如果基于图像法的仪器不能有效、正确地照明被测对象,测量结果将明显偏离其实际尺寸。除上述因素外,环境条件也限制了测量精度取决于各种因素。

基于以上分析,可以总结出以下误差来源:1)光栅计数尺的误差;2)工作台两个测量轴的垂直度引起的误差;3)显微镜光轴与工作台不垂直引起的误差;4)光源照明条件变化引起的聚焦和对准误差;5)工作台移动时直线度和角摆引起的误差;6)测量室温度与校准所需参考温度偏差引起的误差;

在这些因素中,前四个误差是硬件误差,这些误差是在仪器制造过程中形成和固定的,一般不能改变;必须通过控制测量室的温度和等温过程来减小温度影响引起的误差。最后一项经常被忽略。在实际测量中,光源的照明条件发生变化时,主要是因为自动影像测量仪的图像是通过ccd接收的,直接影响被测工件的照明效果和图像质量。虽然ccd具有自动增益调节功能,但当亮度过大时,会失去调节功能,导致被测工件的图像缩小。相反,当亮度过低时,工件图像变大。

当测量重复图形结构之间的间距时,只要在整个测量过程中照明条件保持不变,就可以忽略影响,因为每个重复图形结构同时增加或减少,而间距的测量和计算直接消除了图像变形的影响,如测量玻璃尺和网格板划线的间距;除此特殊情况外,测量圆的直径、工件的长度和宽度都会带来明显的误差,当通过图像测量工件样品结构的几何尺寸时,光线和照明条件的变化会直接将被测尺寸成像,如线宽,圆直径和其他几何公差。因此,有必要确保获得的边界点是产品需要检测的边界。在高精度测量中,这是测量的原因应充分注意增加数量不确定性的关键因素。



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