激光測徑儀的工作原理是什麽？

測量原理

目前，國內(nei) 比較常用的兩(liang) 種非接觸測量方法，一種是基於(yu) CCD器件接收光信號的測量方法，另一種是激光掃描測量方法。兩(liang) 種方法各有各的優(you) 勢以及劣勢，下麵讓我們(men) 來看看他們(men) 的基本工作原理。

第一種測量原理:CCD尺寸測量

CCD尺寸測量係統基本都由CCD像傳(chuan) 感器、光學係統、微機數據采集和處理係統組成，我們(men) 先來看一下采用CCD測量的基本原理:

線陣CCD平行光法進行非接觸測量的基本原理:將線陣CCD置於(yu) 平行光路，被測物放於(yu) CCD前方光路中，射向CCD的光就被物體(ti) 擋住一部分，因此CCD輸出的信號就有一個(ge) 凹口。顯然，凹口的寬度與(yu) 物體(ti) 的尺寸有一一對應的關(guan) 係，我們(men) 利用數字電路設計和計算機處理就很容易的得到凹口對應的CCD像元數，從(cong) 而計算出被測物體(ti) 的尺寸。但是我們(men) 也很容易的發現一個(ge) 問題:這種測量方法要求CCD光敏區的長度大於(yu) 被測物體(ti) 的尺寸，而大尺寸的CCD特別昂貴，所以必須通過其他方法來實現光的接收。

CCD尺寸測量基本原理

下麵讓我們(men) 來看一下，CCD測量的方法有哪些缺點:

(1)采用CCD接收然後轉換成數字信號的方法，測量的精度受限於(yu) CCD像元的大小!我們(men) 知道CCD像元不管哪個(ge) 部位接收到光，都會(hui) 將接收到的光信號轉化成電信號，從(cong) 而製約了CCD測量方法的測量精度。當然我們(men) 也可以采用盡量小的CCD像元，使它的測量誤差盡量減小。但我們(men) 也知道，CCD的像元越小，CCD的成本就越高，這是一個(ge) 沒辦法回避的矛。

(2)同時，由於(yu) 我們(men) 知道，CCD光敏區一般為(wei) 28mm，這就直接限製了被測物體(ti) 的大小，係統的型號受限。

(3)衍射，我們(men) 知道衍射在精密測量中是無法回避的問題。而在這裏我們(men) 的CCD像元不是連續的，是一個(ge) 一個(ge) 像元互相緊密排列組成的，而由於(yu) 衍射造成的光的傳(chuan) 播不是直線的，結果就很容易出現很大的誤差。

第二種測量原理:激光掃描測量ZM100激光測徑儀(yi) 原理圖

激光掃描測徑儀(yi) 係統采用激光器發出的光束通過多麵體(ti) 掃描轉鏡和掃描光學係統後，形成與(yu) 光軸平行的連續高速掃描光束，對被置於(yu) 測量區域的的工件進行高速掃描，並由放在工件對麵的光電接收器接收，投射到光電光電接收器上的光線在光束掃描工件時被遮斷，所以通過分析光電接受器輸出的信號，可獲得與(yu) 工件直徑有關(guan) 係的數據。為(wei) 保證測量的高精度以及可靠性，光掃描計量係統必須滿足以下三點基本要求:

(1)激光束應垂直照射被測物體(ti) 表麵;

(2)光束必須對物體(ti) 表麵做勻速直線掃描運動;

(3)掃描時間必須測的很準確。

而在現實情況下，掃描速度並不是常數，而是隨掃描轉鏡的角位移的變化而變化，這樣就會(hui) 產(chan) 生原理誤差。

綜上所述，我們(men) 可以看出，使用CCD進行測量的這種方法有它的優(you) 點，但同時也有它自己無法克服的缺點。再看利用激光掃描測量直徑的方法，雖然會(hui) 出現如掃描速度達不到均勻而產(chan) 生的原理誤差，但是我們(men) 可以利用算法的不同降低這部分誤差。