基于提高线阵犆犆犇测量系统测量精度的研究

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1、测试系统与模块化组件电子测量技术第３３卷第６期ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１０年６月基于提高线阵犆犆犇测量系统测量精度的研究江育民黄惟公杨益（西华大学机械工程与自动化学院成都６１００３９）摘要：为了提高线阵ＣＣＤ测量系统的测量精度，从影响系统的几个主要方面进行了分析研究，并提出相关的改善措施。文中除了详细论述了线阵ＣＣＤ传感器、光源成像系统、Ａ／Ｄ转换器等器件系统外，还分析研究了信息采集、驱动电路设计方法和图像处理的软件算法，详述了双相关采样法，单片机驱动，复杂可编程逻辑器件驱动和线阵ＣＣＤ的细分方法，并进行适当的改善。指出线阵ＣＣＤ的细分方法将

2、是未来研究改善系统测量精度的主要方向，经过改善后的系统测量精度将大大提高。关键词：线阵ＣＣＤ；测量精度；驱动电路；细分方法中图分类号：ＴＮ２４７文献标识码：Ａ犚犲狊犲犪狉犮犺狅狀狋犺犲犪犮犮狌狉犪犮狔犻犿狆狉狅狏犲犿犲狀狋狅犳犾犻狀犲犪狉犪狉狉犪狔犆犆犇犿犲犪狊狌狉犻狀犵狊狔狊狋犲犿ＪｉａｎｇＹｕｍｉｎＨｕａｎｇＷｅｉｇｏｎｇＹａｎｇＹｉ（ＸｉＨｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｃｈｅｎｇｄｏｕ６１００３９）犃犫狊狋狉犪犮狋：ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｌｉｎｅａｒａｒｒａｙＣＣＤ

3、ｍｅａｓｕｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ｒｅｓｅａｒｃｈｉｓｄｏｎｅｏｎｓｅｖｅｒａｌｉｍｐｏｒｔａｎｔｆａｃｔｏｒｓａｆｆｅｃｔｉｎｇｔｈｅｓｙｓｔｅｍａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｒｅｌｅｖａｎｔｉｍｐｒｏｖｉｎｇｍｅａｓｕｒｅｓａｒｅｂｒｏｕｇｈｔｏｕｔ．ＡｌｏｎｇｗｉｔｈａｄｅｔａｉｌｅｄｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｎｔｈｅｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｓｕｃｈａｓｌｉｎｅａｒＣＣＤｓｅｎｓｏｒ，ｔｈｅｌｉｇｈｔｉｍａｇｉｎｇｓｙｓｔｅｍａｎｄｔｈｅＡ／Ｄｃｏｎｖｅｒｔｏｒ，ｒｅｓｅａｃｈｗａｓａｌｓｏｄｏｎｅｏｎｔｈｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｇａｔｈｉｎｇ，ｄｒｉｖｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔｄｅｓｉｇ

4、ｎｉｎｇａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅａｒｉｔｈｍｅｔｉｃｏｆｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．Ｍｅｔｈｏｄｏｆｄｏｕｂｌｅｒｅｌａｔｅｄｇａｔｈｅｒｉｎｇ，ｄｒｉｖｅｃｉｒｃｕｉｔｄｅｓｉｇｎｉｎｇ，ＣＰＬＤｄｅｖｉｃｅｄｒｉｖｅａｎｄｓｕｂｄｉｖｉｓｉｏｎｏｆｌｉｎｅａｒａｒｒａｙＣＣＤｉｓａｌｓｏｄｉｓｃｕｓｓｅｄｉｎｄｅｔａｉｌａｎｄｇｉｖｅｎｐｒｏｐｅｒｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅｓｕｂｄｉｖｉｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔｔｏｂｅｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎｔｏｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｉｍｐｒｏｖｉｎｇｓｙｓｔｅｍａｃｃｕｒａｃｙｉｎｔｈｅｆｕｔｕ

5、ｒｅａｎｄｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄｓｙｓｔｅｍａｃｃｕｒａｃｙｉｓｅｘｐｅｃｔｅｄｔｏｂｅｇｒｅａｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｌｉｎｅａｒａｒｒａｙＣＣＤ；ｍｅａｓｕｒｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙ；ｄｒｉｖｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔ；ｓｕｂｄｉｖｉｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄ个系统的影响和稳定。本文将研究分析系统的主要影响０引言因素，对测量系统的软硬件两方面的主要影响因素加以研随着ＭＯＳ型集成电路的发展成熟，作为一种新型究分析，并且在考虑整个系统的稳定前提下给出相应的能ＭＯＳ型集成电路的ＣＣＤ器件也得到迅速发展、广泛应用。够提高测量系统测量精度的相关方案。详细介绍线阵ＣＣＤ器件按其感光单元的

6、排列方式分为线阵ＣＣＤ和面阵ＣＣＤ的细分方法，线阵ＣＣＤ的细分方法是提高测量系统ＣＣＤ两类。由于线阵ＣＣＤ实时传输光电变换信号和自扫最有效的方法之一，据相关产品证明，其测量精度可达到描速度快、频率响应高，能够实现动态测量，并能在低照度几十分之一微米的精度。下工作，所以线阵ＣＣＤ广泛地应用在产品尺寸测量和分１线阵犆犆犇测量系统介绍类、各种精密图像传感和无接触工件尺寸的在线检测测量、条形码等许多领域。而且线阵ＣＣＤ结构简单，成本较线阵ＣＣＤ测量系统主要由光源照明系统、被测物体、低且测量精度比较高，所以线阵ＣＣＤ测量系统在测量领域成像系统、信号处理电路和计算机等组成。测量系统结构应用越来越

7、广泛，对其测量精度的要求也越来越高。总图如图１所示。根据结构总图所示，影响系统测量精度影响线阵ＣＣＤ测量系统测量精度的因素比较多，很多的因素主要有：照明系统的稳定性，成像系统误差，外界环学者都是从某一个影响因素加以研究和改善，忽略了对整境影响，ＣＣＤ像元制造误差，ＣＣＤ对光照度的分辨率，Ａ／Ｄ·９８·江育民等：基于提高线阵ＣＣＤ测量系统测量精度的研究第６期转换精度，ＣＣＤ驱动电路的噪音水平，图像处理水平和软本身带来的噪音，提高其信噪比，我们可以从ＣＣＤ芯片