ccd分段测量的光学位移测量系统

《ccd分段测量的光学位移测量系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第１９卷第９期光学精密工程Ｖｏｌ．１９Ｎｏ．９２０１１年９月ＯｐｔｉｃｓａｎｄＰｒｅｃｉｓｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｅｐ．２０１１文章编号１００４９２４Ｘ（２０１１）０９２０３６０７ＣＣＤ分段测量的光学位移测量系统李雅倩，付献斌，周坤（燕山大学电气工程学院，河北秦皇岛０６６００４）摘要：为了高精度地实现大量程的位移测量，采用传统激光三角法的测量原理，提出一种基于虚拟探测器的激光三角法来测量位移。该方法基于３个ＣＣＤ分段测量的思想，将３个ＣＣＤ互相独立且沿光轴均匀分布，以此扩大传统方法测量的范围。使用平面反

2、射镜作为虚拟探测器进行探测，当成像光束经平面镜反射后在ＣＣＤ上成像时，系统相当于增加了一个ＣＣＤ，扩展了测量量程。由准直系统、偏振片、光阑组成准直滤光系统，缩小探测器光敏面上像点的直径，减小被测表面非理想光点对测量精度的影响，从而实现了较高精度下的大位移测量。最后通过实验验证了方法的可行性。关键词：激光三角法；ＣＣＤ；虚拟探测器；位移测量中图分类号：ＴＨ８２２；ＴＮ３８６．５文献标识码：Ａ犱狅犻：１０．３７８８／ＯＰＥ．２０１１１９０９．２０３６犗狆狋犻犮犪犾犱犻狊狆犾犪犮犲犿犲狀狋犿犲犪狊狌狉犻狀犵狊狔狊狋犲犿犫狔

3、犆犆犇狊犲犵犿犲狀狋犪犾犿犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋，ＦＵＸｉａｎｂｉｎ，ＺＨＯＵＫｕｎＬＩＹａｑｉａｎ（犐狀狊狋犻狋狌狋犲狅犳犈犾犲犮狋狉犻犮犪犾犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵，犢犪狀狊犺犪狀犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犙犻狀犺狌犪狀犵犱犪狅０６６００４，犆犺犻狀犪）犆狅狉狉犲狊狆狅狀犱犻狀犵犪狌狋犺狅狉，犈犿犪犻犾：狔犪狇犻犪狀．犾犻＠狔狊狌．犲犱狌．犮狀犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｌａｒｇｅｓｃａｌｅａｎｄｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ａｎｅｗｍｅｔｈｏｄｂａ

4、ｓｅｄｏｎａｖｉｒｔｕａｌｄｅｔｅｃｔｏｒｗａｓｄｅｓｃｒｉｂｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｂａｓｉｃｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｌａｓｅｒｔｒｉａｎｇｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．ＴｈｅＣＣＤｓｕｂｓｅｃｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｗａｓｕｓｅｄｔｏｅｎｌａｒｇｅｔｈｅｍｅａｓｕｒｉｎｇｒａｎｇｅａｎｄｔｏｉｍｐｌｅｍｅｎｔｔｈｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ．ＴｈｒｅｅｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔＣＣＤｓｗｅｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｕｎｉｆｏｒｍｌｙａｌｏｎｇｔｈｅｏｐｔｉｃａ

5、ｌａｘｉｓａｎｄａｐｌａｉｎｒｅｆｌｅｃｔｅｄｍｉｒｒｏｒｗａｓｒｅｇａｒｄｅｄａｓｔｈｅｖｉｒｔｕａｌｄｅｔｅｃｔｏｒ．Ｗｈｅｎｔｈｅｂｅａｍｉｍａｇｅｗａｓｒｅｆｌｅｃｔｅｄｂｙｔｈｅｐｌａｎｅｍｉｒｒｏｒ，ｔｈｅｂｅａｍｗａｓｉｍａｇｅｄｂｙＣＣＤｓ．ＴｈｅｄｅｓｉｇｎｅｄｓｙｓｔｅｍｉｓｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｔｏｔｈａｔａＣＣＤｉｓａｄｄｅｄ，ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅｍｅａｓｕｒｉｎｇｒａｎｇｅｉｓｅｎｌａｒｇｅｄ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅｃｏｌｌｉｍａｔｏｒｆｉｌｔｅｒｉｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆａｃｏｌ

6、ｌｉｍａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ａｐｏｌａｒｉｚｅｒａｎｄａｄｉａｐｈｒａｇｍ．Ｉｔｓｈｏｒｔｅｎｓｔｈｅｄｉａｍｅｔｅｒｏｆｔｈｅｉｍａｇｅｓｐｏｔｓｏｎｔｈｅｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｔｈｅｄｅｔｅｃｔｏｒ，ａｎｄｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｔｏｆｕｎｉｄｅａｌｏｐｔｉｃａｌｓｐｏｔｓｏｎｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｓｕｒｆａｃｅｏｎｔｈｅｍｅａｓｕｒｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙ．Ｔｈｅｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｌａｒｇｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｉｓａｃｈｉｅｖｅｄ．Ｔｈ

7、ｅｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｉｎａｇｒｅｅｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｌａｓｅｒｔｒｉａｎｇｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ；ＣＣＤ；ｖｉｒｔｕａｌｄｅｔｅｃｔｏｒ；ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ收稿日期：２０１１０１１４；修订日期：２０１１０３１８．基金项目：国家科技重大专项资助项目（Ｎｏ．２０１０ＺＸ０４０１７０１３）第９期李雅倩，等：ＣＣＤ分段测量的光学位移测量系统２０３７１引言随着现代科学技术和工业的发展，具有测量速度快、精度高、抗干扰

8、能力强等优点的光学三角测量技术越来越受到人们的青睐，并在工业检测、［１３］精密检测等领域得到了广泛的应用。测量精［４］度是衡量测量设备性能好坏的指标，传统的激图１测量系统基本原理光三角测量设备由于其自身特点，受被测物和环Ｆｉｇ．１Ｂａｓｉｃｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｍｅａｓｕｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍ［５］境等因素的影响很大，其测量精度一直受到相关领域