鋼板厚度測(cè)量---光電儀器課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　題目：鋼板厚度測(cè)試儀</p><p>　　系 別： </p><p>　　專 業(yè)： </p><p>　　班 級(jí)： </p&g

2、t;<p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　2012年11月12號(hào)</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 引言......................

3、..................................................................................1</p><p>　　1.1 研究的背景和意義...................................................................................1</p><p&

4、gt;　　1.2 國(guó)內(nèi)外研究狀況......................................................................................1</p><p>　　第2章 測(cè)量原理和方法論證..............................................................................2&l

5、t;/p><p>　　2.1 檢測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量原理..............................................................................2</p><p>　　2.2 方案的可行性分析3</p><p>　　2.3 本章小結(jié)4</p><p>　　第3章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)4<

6、/p><p>　　3.1 光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)4</p><p>　　3.2機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)......................................................................................... 5</p><p>　　3.3 電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.4 計(jì)算機(jī)軟

7、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)15</p><p>　　第4章 精度分析18</p><p>　　4.1 電路對(duì)測(cè)量精度的影響18</p><p>　　4.2 誤差分析18</p><p><b>　　第5章 總結(jié)19</b></p><p>　　參考文獻(xiàn).........................

8、..................................................................................... 20</p><p><b>　　第一章 引 言</b></p><p>　　§1.1研究背景和意義</p><p>　　傳統(tǒng)的測(cè)量方法開始于接觸式測(cè)量，這種測(cè)量方

9、法檢測(cè)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且會(huì)使測(cè)量?jī)x器的檢測(cè)頭發(fā)生磨損，從而造成儀器的測(cè)量精度下降。毋庸置疑，科技的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步還沒(méi)達(dá)到一個(gè)高度。因此，在現(xiàn)代板材生產(chǎn)中，不論是軋制過(guò)程中還是最終產(chǎn)品的調(diào)整中，為獲得較高的板材命中率和最佳的軋制過(guò)程及剪切效果，板材尺寸測(cè)量系統(tǒng)已成為生產(chǎn)線上不可缺少的設(shè)備之一。</p><p>　　第一臺(tái)接觸式速續(xù)測(cè)厚儀大約出現(xiàn)在1930年。操作者用這臺(tái)側(cè)厚儀器去側(cè)量銅材的厚度時(shí), 必須把它

10、推向待側(cè)的鋼帶, 用機(jī)械的方法來(lái)測(cè)量距帶材邊沿幾寸范圍內(nèi)的金屬材料的厚度。這種測(cè)量方法使用極其不便，而且測(cè)量精度也很低。在我們看來(lái)，一般的物體尺寸的測(cè)量，無(wú)非長(zhǎng)、寬、高（厚），三個(gè)方面，而厚度測(cè)量是生產(chǎn)中最常見的測(cè)量?jī)?nèi)容之一,常用量具是游標(biāo)卡尺或千分尺,這些量具在使用時(shí)都必須和工件接觸,雖然接觸壓力不大,但對(duì)一些特殊工件,在測(cè)量時(shí)不允許量具和工件接觸,否則會(huì)在工件表面上留下壓印或劃痕，甚至有些測(cè)量環(huán)境環(huán)境下很難或無(wú)法進(jìn)行接觸式測(cè)量，那么

11、，這就需要有一種新的方法來(lái)代替接觸式測(cè)量. 隨著科技大發(fā)展和生產(chǎn)力的要求，非接觸式的測(cè)量方法出現(xiàn)了。第一臺(tái)成功的非接觸式自動(dòng)測(cè)厚儀應(yīng)用了X射線吸收技術(shù)。從此，非接觸式測(cè)量方法開始了迅猛發(fā)展，其強(qiáng)大的功能和優(yōu)點(diǎn)無(wú)法使傳統(tǒng)的接觸式測(cè)量望其項(xiàng)背，也為人類社會(huì)的發(fā)展，工業(yè)文明的進(jìn)步做出了巨大的貢獻(xiàn)。</p><p>　　激光測(cè)厚儀是近年來(lái)開發(fā)出的高科技實(shí)用型設(shè)備, 是用于熱軋生產(chǎn)線上時(shí)在線式連續(xù)測(cè)量成材厚度的非接觸式測(cè)量

12、設(shè)備。它有效地改善了工作環(huán)境, 具有測(cè)量準(zhǔn)確、精度高、實(shí)用性好、安全可靠、無(wú)輻射、非接觸式測(cè)量等人工測(cè)量及其它測(cè)量方法無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn), 并為軋制鋼材厚度控制提供了準(zhǔn)確的信息, 從而提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量, 降低了勞動(dòng)強(qiáng)度度。激光測(cè)厚儀使用兩年多以來(lái), 具不完全統(tǒng)計(jì), 因板厚誤差造成的廢品率下降了50%以上, 創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益上億元, 廣泛地受到人們的肯定與贊賞。我們有理由相信，在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，激光測(cè)厚儀作為非接觸測(cè)量領(lǐng)域的一個(gè)重要分支將

13、更能發(fā)揮其作用。</p><p>　　§1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　近50年來(lái)，隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)和加工技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于加工零件的檢測(cè)速度與精度有了更高的要求，向著高速度、高精度、非接觸和在線檢測(cè)方向發(fā)展。利用CCD 技術(shù)對(duì)產(chǎn)品表面質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)、動(dòng)態(tài)測(cè)量，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、非接觸、精度高、測(cè)量速度快、性能穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。攝像頭的主要傳感部件是CCD，它具有靈敏度高、畸變

14、小、壽命長(zhǎng)、抗震動(dòng)、抗磁場(chǎng)、體積小、無(wú)殘影等特點(diǎn)。</p><p>　　CCD 產(chǎn)業(yè)前七大廠商皆為日系廠商，占了全球98.5％的市場(chǎng)份額，在技術(shù)發(fā)展方面，主要廠商應(yīng)為索尼、飛利普，NEC和柯達(dá)公司。</p><p>　　國(guó)內(nèi)目前鋼板測(cè)寬儀,其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,控制繁瑣,需要標(biāo)定，以及及時(shí)維護(hù),實(shí)時(shí)操作性差。而本文所要研究的，是在原有的鋼板在線測(cè)寬儀的基礎(chǔ)上，提出了一種改良型的系統(tǒng)。系統(tǒng)中采用經(jīng)濟(jì)的

15、線陣CCD 成像系統(tǒng),應(yīng)用CPLD 與單片機(jī)結(jié)合采集與處理測(cè)量數(shù)據(jù)，和邊緣細(xì)化技術(shù)提高測(cè)量精度。整套系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔,成本低廉,抗干擾性能好，調(diào)試方便。</p><p>　　第二章 測(cè)量原理和方案論證</p><p>　　§2.1激光三角法的基本原理</p><p>　　激光三角法的基本原理,由光源發(fā)出的一束激光照射在待測(cè)物體平面上 ,通過(guò)反射最后在檢測(cè)器上成

16、像。物體表面的位置發(fā)生改變時(shí),其所成的像在檢測(cè)器上也發(fā)生相應(yīng)的位移。通過(guò)像移和實(shí)際位移之間的關(guān)系式 ,真實(shí)的物體位移可以由對(duì)像移的檢測(cè)和計(jì)算得到。</p><p>　　其中：是投影光軸與成像物鏡光軸的夾角α；β是光電測(cè)試器受光面與成像物鏡光軸的夾角，而s和s’分別是物距和像距,d是傳感器上的成像點(diǎn)的偏移 ,而δ為實(shí)際的物體表面的偏移。系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)為：偏置距離D為從傳感器到被測(cè)表面參考點(diǎn)的距離;測(cè)盤范圍為最大能檢

17、側(cè)到的物體表面的偏移,即|δ|引的最大值；測(cè)量精度,傳感器的最小測(cè)量單位；分辨率一般指測(cè)量的縱向分辨率 ,為測(cè)量精度和測(cè)量范圍之比；橫向分辨率為待測(cè)物體表面上所取測(cè)量點(diǎn)的最小間距。為了實(shí)現(xiàn)完美聚焦 ,光路設(shè)計(jì)必須滿足斯凱普夫拉格條件；成像面、物面和透鏡主面必須相交于同一直線 , 如下圖2.1中X點(diǎn)所示。系統(tǒng)的非線性的輸人輸出函數(shù)為：</p><p><b>　?。?.1）</b></p

18、><p><b>　?。?.2）</b></p><p>　　其中：為三角測(cè)量系統(tǒng)的固定參數(shù)。當(dāng)物體偏轉(zhuǎn)δ較小時(shí)，(2.1)以近似為線性關(guān)系：</p><p><b>　?。?.3）</b></p><p>　　圖2.1 激光三角法的原理框圖</p><p>　　激光三角法的另一

19、項(xiàng)重要的參數(shù)為線性度,就是三角測(cè)量法輸人和輸出關(guān)系線性近似程度?？梢宰C明,在三角測(cè)量中,可以通過(guò)縮小測(cè)量范圍,增大接收透鏡的共扼矩,增大三角測(cè)量系統(tǒng)的角度,縮小接收透鏡的放大倍率,達(dá)到線性測(cè)量的結(jié)果。</p><p>　　此外,由(2.1)式對(duì)d求導(dǎo),得到輸入輸出曲線的斜率,即激光三角法的放大倍率ρ：</p><p><b>　?。?.4）</b></p>

20、<p>　　§2.2 方案的可行性分析</p><p>　　根據(jù)2.1節(jié)，系統(tǒng)主要由以下幾部分構(gòu)成：1)．光電轉(zhuǎn)換；2)．信號(hào)采集與處理的硬件實(shí)現(xiàn)；3)．信號(hào)采集與處理的軟件實(shí)現(xiàn)；4)．信號(hào)與上位機(jī)的通信。</p><p>　　對(duì)于信號(hào)采集部分，現(xiàn)有的信號(hào)采集結(jié)構(gòu)按其是否與信號(hào)處理部分分離可分為以下幾類：第一種是模擬輸入專用信號(hào)采集系統(tǒng)，該類系統(tǒng)將采集卡放置在計(jì)算

21、機(jī)內(nèi)部，采集卡的作用是進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換并通過(guò)計(jì)算機(jī)總線將數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī)內(nèi)存，用軟件實(shí)現(xiàn)處理；第二種是模擬輸入采集處理一體化結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)是將采集、量化集成到一塊板卡上，一般由輸入輸出接口、A/D轉(zhuǎn)換數(shù)字化單元、高速緩沖區(qū)和微處理單元構(gòu)成，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大大減輕了計(jì)算機(jī)的處理負(fù)荷，但增加了電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的難度；第三種是數(shù)字輸入，是采集和處理部分分離的采集系統(tǒng)，這類系統(tǒng)的前端是數(shù)字輸出的CCD相機(jī)，輸出的數(shù)字化信號(hào)直接接入處理器，這種采集結(jié)構(gòu)傳輸

22、距離長(zhǎng)、受外部干擾小開發(fā)簡(jiǎn)單。</p><p>　　經(jīng)過(guò)對(duì)上述幾種采集結(jié)構(gòu)的分析，了解到第一種耗費(fèi)計(jì)算機(jī)資源，實(shí)時(shí)性不高，不適合大量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理；第二種是基于母板的二次開發(fā)，仍然受到一定的限制；第三種處理結(jié)構(gòu)是為線陣CCD相機(jī)專門設(shè)計(jì)的處理系統(tǒng)，用戶接口考慮到與相機(jī)積分時(shí)間同步，采用LVDS格式的數(shù)據(jù)串行傳輸，開發(fā)相對(duì)簡(jiǎn)單、成本低，因此，我們采用第三種數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)。</p><p>　　

23、激光輔助測(cè)量法，采用了線結(jié)構(gòu)光。激光從激光器發(fā)出,經(jīng)過(guò)柱面透鏡后匯聚成寬度很窄的光帶,稱為結(jié)構(gòu)光。該光平面以一定角度入射在工件上,在工件上產(chǎn)生反射和散射，并可已知投影光線的空間方向。這種光源有多優(yōu)勢(shì)。此外，這種測(cè)量方法較激光三角法和偏轉(zhuǎn)差值法有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)。所以我們采用激光輔助測(cè)量法。</p><p><b>　　§2.3本章小結(jié)</b></p><p>

24、　　本章首先了介紹了尺寸檢測(cè)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案，接下來(lái)分別闡述各模塊設(shè)計(jì)的理論依據(jù)。在此基礎(chǔ)上引出了本課題的技術(shù)方案和可行性分析及其性能特點(diǎn)。</p><p><b>　　第三章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　§3.1光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　光學(xué)系統(tǒng)對(duì)成像質(zhì)量有著十分重要的意義，它直接影響成像系統(tǒng)的工作距離、視場(chǎng)、分

25、辨率、靈敏度和畸變等多項(xiàng)性能參數(shù)。對(duì)其基本要求是成像清晰、透光率強(qiáng)、雜散光少、像面照度分布均勻、圖像畸變小、足夠的相對(duì)孔徑等。</p><p>　　箱體通過(guò)支架固定于鋼板正上方4米的平臺(tái)，平臺(tái)上安裝微調(diào)裝置。該裝置可在橫向、縱向、垂直方向調(diào)節(jié)相機(jī)，使鋼板正好可以成像到CCD中央位置。設(shè)備安裝時(shí)用帶有發(fā)光管(發(fā)光光譜近似880鋼板的發(fā)光光譜)的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)尺，對(duì)CCD相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定。調(diào)節(jié)微調(diào)裝置，使發(fā)光管詐好成像于CCD光

26、敏陣列中央位置上，說(shuō)明此時(shí)相機(jī)位置合格，可以進(jìn)行在線檢測(cè)。</p><p>　　設(shè)生產(chǎn)線上鋼板寬度在2米左右，而所選CCD光敏面尺寸只有20.48mm，所以為使鋼板寬度信息能完整的成像在光敏面上，相機(jī)最前端需要加一個(gè)光學(xué)鏡頭。合理選擇并安裝光學(xué)鏡頭是保證清晰成像并獲得正常視頻信號(hào)的關(guān)鍵。各種CCD光學(xué)鏡頭種類繁多，光學(xué)鏡頭的主要參數(shù)都不盡相同，合適的參數(shù)指標(biāo)應(yīng)根據(jù)不同接口、CCD光敏面光學(xué)格式、光圈、視場(chǎng)、焦距、

27、F數(shù)等來(lái)確定。</p><p>　　根據(jù)待檢鋼板與傳感器的參數(shù)，我們進(jìn)行成像鏡頭的參數(shù)計(jì)算，主要從成像要求和照度匹配兩方面來(lái)考慮鏡頭的選擇。本系統(tǒng)中選用鏡頭焦距35mm，相機(jī)安裝在距鋼板4m高的地方。圖3-1是簡(jiǎn)化的鏡頭成像原理圖。</p><p>　　圖3.1 鏡頭成像原理圖</p><p>　　圖中，物距為u，像距為v，像尺寸lx，物體尺寸LX，鏡頭焦距f，半視

28、角60。</p><p>　　對(duì)于檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于CCD有效光敏面長(zhǎng)度I=2048×10 μm=20.48mm，鋼板寬度2m，則放大率13應(yīng)滿足如下要求：</p><p><b>　　(3-1)</b></p><p>　　又根據(jù)牛頓成像公式：</p><p>　　(3-2) &l

29、t;/p><p>　　可知 (3-3)</p><p>　　所以系統(tǒng)中選擇焦距為35mm的F口接口鏡頭。此時(shí)放大倍數(shù)：</p><p><b>　　半視角:</b></p><p><b>　　(3-4) </b></p&g

30、t;<p><b>　　，則視場(chǎng)角大于。</b></p><p>　　對(duì)于寬度為2m鋼板成像大小，鋼板可完全成像到CCD像敏面上，符合測(cè)量系統(tǒng)要求。</p><p>　　§3.2機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　行走機(jī)構(gòu)主要由步進(jìn)電機(jī)、滾珠絲杠副、滑動(dòng)導(dǎo)軌組成，采用的是絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)螺母移動(dòng)的方法。步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸通過(guò)聯(lián)軸器和絲

31、杠直接連接，絲杠跟隨電機(jī)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，從而把電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為螺母的移動(dòng)。螺母上固定有螺母座，而螺母座又與安裝在導(dǎo)軌滑塊上的工作臺(tái)底板連接，最終把電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為工作臺(tái)在導(dǎo)軌上的平動(dòng)，實(shí)現(xiàn)傳感器的位置移動(dòng)。</p><p>　　3.2.1 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)</p><p>　　系統(tǒng)行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)是以步進(jìn)電機(jī)作為主動(dòng)元件的，如何控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)是現(xiàn)厚度實(shí)時(shí)測(cè)量的一個(gè)重要內(nèi)容，傳感器相對(duì)于被測(cè)鋼板的

32、運(yùn)動(dòng)是通過(guò)步進(jìn)電機(jī)有規(guī)律的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，為了完成鋼板厚度參數(shù)的采集，步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)該具有下列功能：步進(jìn)電機(jī)能夠啟動(dòng)和停止；能夠?qū)崿F(xiàn)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)；步進(jìn)電機(jī)能夠在任何位置鎖定。</p><p>　　在測(cè)量過(guò)程中，為了提高運(yùn)動(dòng)精度，步進(jìn)電機(jī)以三相六拍方式工作。本系統(tǒng)采用配套的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行控制。其特點(diǎn)是：驅(qū)動(dòng)器性能對(duì)電機(jī)的依賴性極小，不同參數(shù)電機(jī)均可獲得優(yōu)異性能；具有多種細(xì)分模式；具有脫機(jī)控制信號(hào)；電機(jī)位置掉電記

33、憶；靜止時(shí)半自動(dòng)電流鎖定；輸入輸出信號(hào)光電隔離。把以上計(jì)算所得數(shù)據(jù)與FFZD3205-3型滾珠絲杠的各項(xiàng)參數(shù)比較，可知該型號(hào)絲杠完全滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　3.2.2 測(cè)量部分的設(shè)計(jì)</p><p>　　測(cè)量部分是通過(guò)測(cè)量鋼板的實(shí)際厚度和標(biāo)準(zhǔn)厚度的偏差來(lái)進(jìn)行厚度測(cè)量的。測(cè)量前先用標(biāo)準(zhǔn)量塊代替標(biāo)準(zhǔn)鋼板對(duì)傳感器進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)節(jié)，具體的做法是先調(diào)節(jié)測(cè)頭到鋼板的距離，使其在傳感器的測(cè)量范圍

34、內(nèi)，然后通過(guò)傳感器的控制器對(duì)傳感器進(jìn)行復(fù)位，此時(shí)傳感器的模擬輸出電壓值為零。測(cè)量時(shí)，若鋼板的實(shí)際厚度與標(biāo)準(zhǔn)厚度存在偏差，即鋼板上表面相對(duì)于傳感器發(fā)生位移變化，傳感器便輸出一定量的模擬電壓。模擬電壓輸出值與厚度偏差值存在固定的線形關(guān)系，我們由這個(gè)線形關(guān)系便可推算出鋼板的實(shí)際厚度。</p><p>　　§3.3電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　CCD的輸出信號(hào)是脈沖信號(hào)，其中既包含被

35、測(cè)尺寸的信息，又含有大量的復(fù)位噪聲和電子系統(tǒng)的白噪聲，使得有用信號(hào)難以提取。由于CCD本身的感光單元有一定間距，加上照明光源在視場(chǎng)內(nèi)光強(qiáng)分布的不均勻性，CCD本身的光敏不均勻性、轉(zhuǎn)移損失以及光源在通過(guò)待測(cè)目標(biāo)邊緣時(shí)的衍射現(xiàn)象等原因，使得CCD輸出不會(huì)是理想的0/1信號(hào)，導(dǎo)致CCD輸出信號(hào)波形在輪廓邊緣處有一漸緩的過(guò)渡區(qū)，而且這一過(guò)渡區(qū)隨著輪廓在視場(chǎng)中位置的變化而變化，這一變化直接影響捕捉真正代表物體邊緣的特征點(diǎn)，進(jìn)而影響測(cè)量精度。因此，

36、如何從CCD的輸出信號(hào)中提取出真正代表物體邊緣的特征信息，是測(cè)量的難點(diǎn)所在。由于被測(cè)物體的邊緣是通光和擋光的交界點(diǎn)，理論上該處的光強(qiáng)變化率最大，該點(diǎn)就是濾波后的視頻信號(hào)電壓函數(shù)u=u(t)在過(guò)渡區(qū)內(nèi)的拐點(diǎn)，由高等數(shù)學(xué)的知識(shí)知道，在拐點(diǎn)處，電壓函數(shù)的一次微分為最大值，二次微分為零。電路便于尋找為零的點(diǎn)。基于此，可設(shè)計(jì)微分法處理電路提取測(cè)量信號(hào)。</p><p>　　圖3.3.1未放工件輸出信號(hào)</p>

37、<p>　　圖 3.3.2 放工件輸出信號(hào)</p><p>　　觀察CCD的輸出波形，發(fā)現(xiàn)原始信號(hào)上附加有許多細(xì)小的“毛刺”，</p><p>　　為了準(zhǔn)確地從中提取出有用的信號(hào)成分，必須盡可能地抑制或消除各種噪聲干擾。歸納起來(lái)主要有以下幾種方法：1）低通濾波法(LFS)2）雙斜率積分法(DSI)3）嵌位切除法(CCS)4）相關(guān)雙取樣(CDS) </p>

38、<p>　　CCD的輸出信號(hào)幅值為2V～3V，可以直接進(jìn)行信號(hào)處理，不需要放大環(huán)節(jié)。信號(hào)處理原理圖如圖3.3.3所示：</p><p>　　圖 3.3.3 信號(hào)提取電路示意圖</p><p>　　§3.3.1低通濾波器</p><p>　　圖3.3.4二階有源低通濾波器的實(shí)用圖</p><p>　　在對(duì)CCD輸出信號(hào)二值化

39、之前要對(duì)噪音進(jìn)行抑制，主要抑制寬帶白噪聲。壓控電源低通濾波電路是由兩節(jié)RC濾波電路和同相比例放大電路組成，其中同相比例放大電路實(shí)際上就是壓控電源，同相比例放大電路的電壓增益就是低通濾波器的通帶電壓增益，即A0=AVF=1+Rb/Ra</p><p>　　由圖可得電路的傳遞函數(shù)為：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>

40、　　又因AVF=1+Rb/Ra(AVF為集成運(yùn)放壓控電源增益)，則有：</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　為二階低通濾波電路傳遞函數(shù)的典型表達(dá)式。其中wn2=1/R1R2C1C2為特征角頻率，而Q為等效品質(zhì)因數(shù)。為了求出二階有源低通濾波器的頻率響應(yīng)，可令s=jw，由此可求得幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)分別為：</p><p&

41、gt;<b>　　（3-3）</b></p><p>　　§3.3.2相關(guān)雙采樣</p><p>　　CCD圖像傳感器的輸出信號(hào)是圖像采樣的離散模擬信號(hào)，無(wú)論是線陣還是面陣，其中夾雜著各種噪聲和干擾成分，極大地影響了CCD的成像質(zhì)量。CCD信號(hào)處理的目的就是在不損失圖像細(xì)節(jié)前提下盡可能消除噪聲的干擾，保證在其工作動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)，提高信噪比，取得高質(zhì)量的圖像，以便

42、準(zhǔn)確地提取出各像元中的信號(hào)成分。由于CCD器本身具有積分效應(yīng)，從而使得外部的噪聲被大大的消除，CCD輸出的視頻信號(hào)包含大量的噪聲，主要有光子散彈噪聲、暗電流噪聲、輸出放大器產(chǎn)生的復(fù)位噪聲。而器件本身的噪聲主要分為3類:散粒噪聲,暗電流噪聲和平移噪聲。</p><p>　　消除的方法很多，主要采用的有低通濾波、相關(guān)采樣、微分取樣法、反射延遲法等，由于相關(guān)雙采樣電路具有抑制噪聲效果好，引入噪聲小，工作頻率高，電路簡(jiǎn)單

43、和易于集成化等優(yōu)點(diǎn)，適合高性能CCD信號(hào)處理。相關(guān)雙采樣法</p><p>　　圖 3.3.5 相關(guān)雙采樣</p><p>　　實(shí)現(xiàn)相關(guān)雙采樣電路基本電路如圖3.3.5所示，在t1～t2期間對(duì)復(fù)位電平進(jìn)行第一次采樣，C2電容保持的電壓為KTC噪聲、復(fù)位失調(diào)電壓與復(fù)位電平的疊加。而第二次采樣在t3～t4之間，C3電容保持的電壓為KTC噪聲、復(fù)位失調(diào)電壓和有用視頻信號(hào)的疊加。兩次采樣間隔為Tg

44、。輸出信號(hào)為兩次采樣值進(jìn)行相減后所得的信號(hào)電壓。</p><p>　　CCD輸出結(jié)構(gòu)圖如圖3.3.6所示：</p><p>　　圖3.3.6 CCD 輸出結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　在每一個(gè)像元周期開始、信號(hào)電荷到達(dá)之前，復(fù)位脈沖到來(lái)使復(fù)位開關(guān)接通在存儲(chǔ)電容上CS復(fù)位一個(gè)復(fù)位電平，由于復(fù)位開關(guān)熱噪聲的影響，常使CS上的復(fù)平偏離這一理想位置，這段偏離量就是復(fù)位噪聲。當(dāng)

45、信號(hào)電荷到來(lái)時(shí)，復(fù)位開關(guān)截信號(hào)電荷注入到已被復(fù)位的CS上使CS上電位降低ΔV，這樣輸出緩沖放大器源極也變化。這一過(guò)程主要完成把CCD光電的信號(hào)電荷量轉(zhuǎn)換成以電壓形式輸出的視頻信復(fù)位脈沖到來(lái)一次，CCD就輸出一個(gè)像元信號(hào)，所以在一個(gè)像元周期內(nèi)復(fù)位開關(guān)產(chǎn)復(fù)位噪聲也將保留到下一個(gè)像元周期開始，復(fù)位噪聲在復(fù)位電平和視頻電平期間在。復(fù)位電平與視頻電平之間差值ΔV的大小與CCD光電信號(hào)電荷的大小成正比，是說(shuō)CCD輸出的有用信號(hào)是ΔV，采用相關(guān)雙采樣

46、技術(shù)就是通過(guò)對(duì)復(fù)位電平與視頻分別進(jìn)行采樣，將兩個(gè)采樣信號(hào)通過(guò)一個(gè)差動(dòng)電路得到ΔV，這一過(guò)程就把與復(fù)位和視頻電平都相關(guān)的復(fù)位噪聲濾除了。</p><p>　　相關(guān)雙采樣電路輸出信號(hào)及采樣時(shí)序如圖3.3.7所示。</p><p>　　圖 3.3.7 相關(guān)雙采樣輸出信號(hào)及采樣時(shí)序</p><p>　　在實(shí)驗(yàn)中，我們采用TL1591型采樣/保持放大器來(lái)完成相關(guān)雙采樣功能，T

47、L1591具有15MHz采樣速率，30ns采集時(shí)間和25MHz工作帶寬等優(yōu)良性能。</p><p>　　§3.3.3差分放大電路</p><p>　　VS為有用視頻信號(hào)輸出，CS為輸出復(fù)位電平信號(hào)。因此，在外部電路采用差分比例運(yùn)算電路時(shí)，把這兩個(gè)信號(hào)加到差分比例運(yùn)算電路的兩個(gè)輸入端即可很好地消除噪聲，并可得到有用信號(hào)。下面對(duì)差分比例運(yùn)算電路進(jìn)行一下分析：首先，我們?cè)O(shè)VS輸出的CC

48、D信號(hào)（含噪聲）電壓為Ui1，CS端輸出信號(hào)電壓為Ui2。這里，我們知道Ui1=Ui2+UCCD（其中UCCD為不含噪聲的CCD輸出信號(hào)），實(shí)際上，我們可以把Ui和Ui′這一對(duì)輸入信號(hào)看成是一對(duì)共模信號(hào)和一對(duì)差模信號(hào)組成。若將兩個(gè)輸入信號(hào)分別寫成下列兩個(gè)分離之和：</p><p>　?。?-4）則可以看出兩個(gè)輸入信號(hào)中第一個(gè)分量的數(shù)值和相位均相同，符合共模信號(hào)的定義第二個(gè)分量的數(shù)值相同而相位相反，符合差模信號(hào)的定

49、義。因此這樣一對(duì)任意信號(hào)就可以表示為一對(duì)共模信號(hào)和一對(duì)差模信號(hào)之和。即</p><p>　?。?-5）其中：Uic1為差分比例運(yùn)算電路的共模輸入電壓。Uid1為差分比例運(yùn)算電路的差模輸入電壓。因此差分電路的差模輸入電壓為：</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　差分比例運(yùn)算電路如圖3.3.8所示：</p>

50、;<p>　　圖 3.3.8 差分比例運(yùn)算電路</p><p>　　差分比例運(yùn)算電路中若RF=Ri，則Uo=UCCD所以我們將Vs端接在差分比例運(yùn)算電路的正相輸入端，Cs接在差分比例運(yùn)算電路的反相輸入端，以保證CCD輸出信號(hào)為正向信號(hào)。</p><p>　　§3.3.4微分電路</p><p>　　圖3.3.9 基本微分電路及微分電路的階躍響

51、應(yīng)</p><p>　　如圖3.3.9所示：微分電路的輸出電壓與輸入電壓成微分關(guān)系。對(duì)于基本微分電路，其輸入ui與輸出uo之間滿足關(guān)系：</p><p><b>　　（3-7）</b></p><p>　　表明，輸出幅度隨輸入頻率的增加而線性增加，因此該電路對(duì)高頻噪聲特別敏感，以致噪聲可能完全淹沒(méi)微分信號(hào)。其次，考慮基本微分電路的RC環(huán)節(jié)對(duì)反饋

52、信號(hào)具有滯后作用，它和集成運(yùn)放內(nèi)部電路的滯后作用合在一起，在RC參數(shù)選擇不當(dāng)會(huì)引起自激振蕩。實(shí)用的微分電路如圖3.3.10所示，加一小電阻R6與微分電容C6串聯(lián)，提高電路抗干擾的能力。R7與C7并聯(lián)，起相位補(bǔ)償作用。R8與C8起阻抗匹配作用。</p><p>　　該電路輸入ui與輸出uo之間滿足關(guān)系：</p><p><b>　　（3-8）</b></p>

53、<p>　　為了減小誤差，提高運(yùn)算精度，同時(shí)電路能夠穩(wěn)定的工作，要求 R6選小點(diǎn)，R7選大點(diǎn)，并且滿足1/R6C6=1/R7C7關(guān)系為最佳。實(shí)際中選R6=50Ω、C6=10nF、R7=50KΩ、C7=10pF、R8=50Ω、C8=10nF。</p><p>　　圖3.3.10實(shí)用微分電路</p><p>　　§3.3.5絕對(duì)值電路</p><p&

54、gt;　　圖3.3.11絕對(duì)值處理電路</p><p>　　如圖3.3.11所示絕對(duì)值電路，又稱全波整流電路。該電路的輸出電壓等于輸入電壓的絕對(duì)值，即uo=|ui|，故稱為絕對(duì)值電路。絕對(duì)值電路處理電路的工作原理：當(dāng)輸入電壓為負(fù)時(shí)，線性檢波電路不工作。此時(shí)，輸入電壓通過(guò)電阻R5，加到反相放大器的反相輸入端。取電阻R5=R8，則電路的放大倍數(shù)等于-1。因而在輸出端產(chǎn)生正的輸出電壓。由于輸入電壓是正電壓，所以線性檢波

55、器工作，此時(shí)a點(diǎn)的輸出電壓為-ui。一方面，正的輸入電壓ui在b點(diǎn)為+ui。另一方面，線性檢波器的輸出電壓-ui，通過(guò)電阻加到b點(diǎn)上。但是,電阻R4阻值比電阻R8小1/2。所以被供給兩倍的反相電流，使反相放大器產(chǎn)生正的輸出電壓。這樣就完成了全波整流。但是,上述絕對(duì)值放大電路工作原理的剖析，是在電阻R4與R8之比必須為1/2的情況下做出的。實(shí)際使用時(shí)，取R1=R2=R4=10KΩ，R5=R7=20KΩ，R3=R6=5KΩ</p>

56、;<p>　　§3.3.6過(guò)零觸發(fā)電路</p><p>　　過(guò)零觸發(fā)電路，可將正弦波變換成無(wú)相位誤差的方波。另外，還可產(chǎn)生觸發(fā)脈沖。</p><p>　　圖3.3.12 過(guò)零觸發(fā)電路</p><p>　　如圖3.3.12所示，輸出電壓uo值由穩(wěn)壓二極管的齊鈉電壓所決定。如果采用05Z5.6A型穩(wěn)壓二極管，該二極管的齊鈉電壓約為6.3V，如果采

57、用02BN2.7型穩(wěn)壓二極管，該二極管的齊鈉電壓約為3.5V，所選穩(wěn)壓二極管型號(hào)不同，輸出電壓不同。</p><p>　　§3.4計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1）圖像坐標(biāo)系</b></p><p>　　攝像機(jī)采集的數(shù)字圖像在計(jì)算機(jī)內(nèi)可以存儲(chǔ)為數(shù)組，數(shù)組中的每一個(gè)元素(象素，pixel)的值即是圖像點(diǎn)的亮度(灰度)

58、。如圖3.3所示，在圖像上定義直角坐標(biāo)系u-v，每一象素的坐標(biāo)(u,v)分別是該象素在數(shù)組中的列數(shù)和行數(shù)。故(u,v)是以象素為單位的圖像坐標(biāo)系坐標(biāo)。</p><p><b>　　圖3.4.1</b></p><p>　　2）攝其中s'表示因攝像機(jī)成像平面坐標(biāo)軸相互不正交引出的傾斜因子。</p><p><b>　　像機(jī)坐標(biāo)系

59、</b></p><p>　　攝像機(jī)成像幾何關(guān)系可由圖3.4.1表示，其中O點(diǎn)稱為攝像機(jī)光心，軸和軸與成像平面坐標(biāo)系的x軸和y軸平行，軸為攝像機(jī)的光軸，和圖像平面垂直。光軸與圖像平面的交點(diǎn)為圖像主點(diǎn)O'，由點(diǎn)O與軸組成的直角坐標(biāo)系稱為攝像機(jī)坐標(biāo)系。OO'為攝像機(jī)焦距。</p><p><b>　　圖 3.4.2</b></p>

60、<p>　　3) 測(cè)量系統(tǒng)攝像機(jī)參數(shù)的確定</p><p>　　在測(cè)量系統(tǒng)中，由于無(wú)論鋼板厚度如何變化，鋼板始終和激光面有條交線，即鋼板厚度方向。與z軸方向無(wú)關(guān)，因此使用平面標(biāo)定．將標(biāo)定板放在激光面上，以垂直于標(biāo)定板的方向?yàn)閦軸，以平行和垂直于鋼板寬度的方向在標(biāo)定板上建立平面直角坐標(biāo)系。選取圓的中心為標(biāo)定點(diǎn)．兩個(gè)相鄰圓心之間的距離是1mm，根據(jù)選取的坐標(biāo)系。這些標(biāo)定點(diǎn)在激光面上的位置是已知的，通過(guò)獲取

61、其對(duì)應(yīng)的圖像坐標(biāo)確定攝像機(jī)的12個(gè)內(nèi)外參數(shù)．從而完成標(biāo)定工作。由一組已知的世界坐標(biāo)系的點(diǎn)以及對(duì)應(yīng)在圖像坐標(biāo)系的點(diǎn)可以確定兩個(gè)方程。因此，要確定攝像機(jī)的內(nèi)外參數(shù)，需至少知道6組這樣的點(diǎn)．而所采用的靶標(biāo)可以提供充足的特征點(diǎn)．利用最小二乘法確定各個(gè)攝像機(jī)的內(nèi)外參數(shù)。利用圖像坐標(biāo)與世界坐標(biāo)之間存在的關(guān)系。由應(yīng)用光學(xué)理論可知，在完全理想的情況下，圖像坐標(biāo)(x，y)和世界坐標(biāo)(X，Y，Z)(假設(shè)Z=O)應(yīng)是比例關(guān)系。然而由于存在畸變，以及CCD攝像

62、機(jī)安裝的誤差(與光軸不垂直)．使這一比例關(guān)系發(fā)生改變，而導(dǎo)致它們存在非線性關(guān)系。這一對(duì)應(yīng)關(guān)系根據(jù)精度要求的不同可采用不同的模型描述，根據(jù)問(wèn)題的實(shí)際情況．用二元二次多項(xiàng)式簡(jiǎn)化模型就可精確描述．建立的數(shù)學(xué)模型如下：</p><p>　　式中，是12個(gè)待定參數(shù)。需要6組已知的點(diǎn)，為了精確，這里采用更多的點(diǎn)，用最小二乘法確定這12個(gè)參數(shù)。</p><p><b>　　（式3.3）<

63、/b></p><p>　　將式3.3寫成矩陣形式： (式3.4) </p><p>　　則根據(jù)最小二乘法可以得到： （式3.5）</p><p>　　實(shí)驗(yàn)中選取25個(gè)點(diǎn)，應(yīng)用灰度重心法提取標(biāo)定點(diǎn)圖像的坐標(biāo)，利用公式3.5用Matlab編程可得到12個(gè)參數(shù)，得到相機(jī)轉(zhuǎn)換矩陣，便可實(shí)現(xiàn)圖

64、像坐標(biāo)與實(shí)際坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換。</p><p><b>　　第四章 精度分析</b></p><p>　　§4.1電路對(duì)測(cè)量精度的影響</p><p>　　由于外界環(huán)境及電路自身元器件的不穩(wěn)定性，會(huì)使得測(cè)量結(jié)果偏離理想狀況，下面主要介紹零點(diǎn)漂移現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因</p><p>　　1、什么是零點(diǎn)漂移現(xiàn)象：ΔuI＝0

65、，ΔuO≠0的現(xiàn)象。</p><p>　　2.產(chǎn)生原因：溫度變化，直流電源波動(dòng)，器件老化。其中晶體管的特性對(duì)溫度敏感是主要原因，故也稱零漂為溫漂。</p><p>　　3.克服溫漂的方法：引入直流負(fù)反饋，溫度補(bǔ)償。典型電路：差分放大電路</p><p><b>　　§4.2誤差分析</b></p><p>　　

66、產(chǎn)生誤差的原因較多，有些是可以采取一定方法避免或減小的，有些則是在設(shè)計(jì)中固有的或是客觀環(huán)境中存在的，是不可避免的?？傮w來(lái)說(shuō)可以分為實(shí)驗(yàn)條件產(chǎn)生誤差，系統(tǒng)硬件產(chǎn)生誤差以及軟件算法引起誤差等。</p><p>　　(1)實(shí)驗(yàn)條件引起誤差</p><p>　　主要是由于在實(shí)驗(yàn)室無(wú)法創(chuàng)造與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)完全相同的條件。實(shí)驗(yàn)室無(wú)法模擬軋鋼現(xiàn)場(chǎng)溫度、灰塵、電機(jī)震動(dòng)等各種復(fù)雜因素，實(shí)驗(yàn)環(huán)境要理想許多；電爐加熱

67、溫度不能完全達(dá)到工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)鋼板溫度；實(shí)驗(yàn)測(cè)量相機(jī)高度及鏡頭選擇與軋鋼現(xiàn)場(chǎng)選擇不同。同時(shí)人工測(cè)量的是冷卻后鋼板寬度作為標(biāo)度，但CCD采集的是熾熱鋼板寬度，由于熱脹冷縮，這也會(huì)引起試驗(yàn)誤差。</p><p>　　(2)系統(tǒng)硬件引發(fā)誤差</p><p>　　理想狀況下CCD應(yīng)該固定在與測(cè)量鋼板垂直的正上方，但在實(shí)驗(yàn)時(shí)CCD相機(jī)位置固定時(shí)容易發(fā)生晃動(dòng)，使成像大小發(fā)生變化，從而影響本系統(tǒng)的測(cè)量精度。C

68、CD像元尺寸也是影響測(cè)量精度的一個(gè)因素，主要表現(xiàn)在邊緣檢測(cè)時(shí)，像元尺寸越小，檢測(cè)精度越高。另外實(shí)驗(yàn)時(shí)兩塊擋板平行才能模擬鋼板，但人為因素造成擺放擋板不能絕對(duì)平行，這一點(diǎn)可以通過(guò)測(cè)量擋板間多點(diǎn)間距求平均值作為實(shí)際測(cè)量值來(lái)修正。</p><p>　　(3)軟件算法引起的誤差</p><p>　　雖然在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮到采用硬件電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理會(huì)引入更多誤差，但是每一種軟件算法都有其自身的局限性

69、。本系統(tǒng)使用單片機(jī)作為微處理器，單片機(jī)計(jì)算速度比較慢，片上資源有限，這些都制約了我們軟件算法設(shè)計(jì)時(shí)，只能選擇實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，耗時(shí)少的濾波及二值化算法，這些算法固有的局限性都會(huì)使最終計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生誤差。</p><p>　　設(shè)計(jì)過(guò)程中的誤差分配指定一個(gè)合理的誤差量（根據(jù)儀器設(shè)計(jì)精度δ）分配給上述電器產(chǎn)生的隨機(jī)誤差項(xiàng)，特別是分配給光源，以便獲得光源的選擇參數(shù)和穩(wěn)定性參數(shù)，同時(shí)可以適當(dāng)?shù)胤峙浣oCCD傳感器，電路，數(shù)據(jù)采集等環(huán)節(jié)

70、。</p><p>　?。?）光源不穩(wěn)定引起的誤差（2）CCD感光單元靈敏度不均勻誤差（3）單片機(jī)硬件計(jì)數(shù)存在誤差（4）環(huán)境造成的影響</p><p>　　由分析可以得到如下系統(tǒng)誤差：1）光源發(fā)散角引起的誤差Δll，2）成像鏡頭引起的誤差Δes，3）被測(cè)工件傾斜引起的系統(tǒng)測(cè)量誤差Δmt，4）被測(cè)工件不均勻性引起的誤差Δmm。</p><p>　?。?）光源發(fā)散角引起

71、的誤差（2）成像鏡頭引起的誤差（3）被測(cè)工件傾斜引起的系統(tǒng)測(cè)量誤差（4）被測(cè)工件不均勻性引起的誤差</p><p>　　儀器的總誤差來(lái)源為： </p><p><b>　　第五章 總結(jié)</b></p><p>　　在這次課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們每個(gè)人的著重點(diǎn)不一樣，從查閱資料到選材料再到做成要求的格式，然后不斷修改使其看起來(lái)更有邏輯性和條理性，我

72、們每個(gè)人都遇到了大大小小的困難，但這更促進(jìn)了我們之間的交流，也深深體會(huì)到了這次課程設(shè)計(jì)的意義。鋼板尺寸在線檢測(cè)系統(tǒng)研究對(duì)于在軋鋼現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測(cè)鋼板尺寸有著重要的意義。本文在研究國(guó)內(nèi)外檢測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于線陣CCD與單片機(jī)的實(shí)時(shí)測(cè)量系統(tǒng)。本系統(tǒng)重點(diǎn)利用STC89LE52RC、BASLER Ll0lk型2048像元的線陣CCD設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)研究試驗(yàn)選擇了適合采集系統(tǒng)的光學(xué)鏡頭，使鋼板尺寸信號(hào)完全成像于CCD光敏像元上，單片機(jī)接收

73、CCD信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行處理，得到鋼板實(shí)際尺寸信息。本課題的研究是以線陣CCD--光電傳感器TCD1501D 及光學(xué)鏡頭為基礎(chǔ)構(gòu)建的光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)CCD的輸出信號(hào)采用微分法提取被測(cè)工件的邊緣信息，由單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理完成測(cè)量工作。本文從光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)入手展開研究：包括測(cè)量直徑系統(tǒng)的構(gòu)建、線陣CCD測(cè)量器件的選擇、光學(xué)鏡頭的設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)組成的硬件電路、程序設(shè)計(jì)做了相應(yīng)的介紹。綜上所述，本課題的研究主要做了以下方面的</p

74、><p>　　1）設(shè)計(jì)了基于線陣 CCD 的直徑測(cè)量系統(tǒng)。包括線陣 CCD 的選型，光源的選取，光學(xué)鏡頭的設(shè)計(jì)，介紹線陣 CCD 光學(xué)測(cè)量原理。</p><p>　　2）本論文從實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)了使用 CCD 技術(shù)進(jìn)行非接觸測(cè)量，特別是對(duì)輸出信號(hào)不采用傳統(tǒng)意義上的閾值處理法，而采用微分法對(duì)工件的邊緣信號(hào)進(jìn)行提取，用 MSP430F149單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并編制相應(yīng)的程序。</p>&l

75、t;p>　　3）用 CCD 測(cè)徑系統(tǒng)對(duì)幾組直徑做實(shí)驗(yàn)研究，分析了測(cè)量系統(tǒng)的誤差。由測(cè)量結(jié)果可知，測(cè)量精度在±5μm之內(nèi)。如果從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)，可以得到更高的測(cè)量精度。</p><p>　?。?）光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、光學(xué)系統(tǒng)的準(zhǔn)確調(diào)節(jié)、鏡頭裝調(diào)和校驗(yàn)。</p><p>　?。?）測(cè)量時(shí)，若 CCD 感光面與像面不重合，CCD 將接收到模糊的圖像信息，造成測(cè)量誤差，以后可以采

76、用增加瞄準(zhǔn)部分來(lái)解決。CCD 傳感器的像元尺寸的幾何位置精度高，可靠性高，壽命長(zhǎng)，適合較惡劣的自然環(huán)境，CCD 技術(shù)被應(yīng)用在幾乎所有的成像相關(guān)的領(lǐng)域，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及 CCD技術(shù)的研究和應(yīng)用，CCD 技術(shù)將得到普及和推廣。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 張林，李永新，胡學(xué)友.基于相關(guān)雙采樣的 CCD 視頻信號(hào)處理研究[

77、J].宇航計(jì)測(cè)技術(shù)，2007</p><p>　　[2] 李藝琳，馮勇，安澄全.用相關(guān)雙采樣技術(shù)提高 CCD 輸出信號(hào)的信噪比[J].電測(cè)與儀表，1999，第 5 期</p><p>　　[3] 佐藤一郎著.集成運(yùn)算放大器電路設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)[M].學(xué)術(shù)期刊出版社，1989 年第 1 版.</p><p>　　[4] 費(fèi)業(yè)泰.誤差理論與數(shù)據(jù)處理[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版

78、社，1998</p><p>　　[5] 康華光著.電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分[M]（第四版）.高等教育出版社，1987.8.</p><p>　　[6]賀賽先，何對(duì)燕，仲思東，王新華．面陣CCD鋼板長(zhǎng)寬尺寸在線實(shí)時(shí)測(cè)量系統(tǒng)．儀器儀表學(xué)報(bào)．1997，18．5：640～642．</p><p>　　[7]王慶友，孫學(xué)珠．CCD應(yīng)用技術(shù)．天津：天津犬學(xué)出版社，1993：2～8