基于線陣CCD的精密尺寸測(cè)量系統(tǒng)

摘要：現(xiàn)有尺寸測(cè)量方式精度低,測(cè)量費(fèi)時(shí)費(fèi)力。為了提高尺寸測(cè)量的精度,使測(cè)量系統(tǒng)便攜化,操作簡(jiǎn)單,文中實(shí)現(xiàn)了一種基于線陣CCD的精密尺寸測(cè)量系統(tǒng)。文中提出新的象元細(xì)分方法,將2個(gè)像元間距為8μm的線陣CCD等距錯(cuò)排并以60°斜放,可突破像元間距對(duì)測(cè)量精度的限制,將最大測(cè)量誤差減小為2μm,在此基礎(chǔ)上采用浮動(dòng)閾值方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,實(shí)現(xiàn)高精度尺寸測(cè)量。利用FPGA進(jìn)行硬件描述實(shí)現(xiàn)線陣CCD的驅(qū)動(dòng),對(duì)CCD的輸出信號(hào)進(jìn)行差分放大,采用硬件濾波方法消除曝光積分和轉(zhuǎn)移過(guò)程中的電子學(xué)噪聲,采用10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)數(shù)字量的并行輸出,FPGA內(nèi)部FIFO存儲(chǔ)數(shù)字量結(jié)果。系統(tǒng)充分利用FPGA的可編程資源,有效降低了硬件設(shè)計(jì)復(fù)雜度,無(wú)需上位機(jī)或者ARM,節(jié)約成本,系統(tǒng)小型化便攜化。實(shí)驗(yàn)表明,該系統(tǒng)有效克服光源及電子學(xué)噪聲影響,可對(duì)1 mm-29 mm的中型尺寸物體進(jìn)行測(cè)量,誤差小于2μm。