利用线阵 CCD 进行物体外形尺寸的测量

实验十二 利用线阵CCD进行物体外形尺寸的测量一、实验目的通过实掌利阵CD进非触量尺寸基原和法用实例二、实验准备内容1. 利用线阵线阵A上。当被匀明被体A过像镜像到D像面测体像黑形根输波，测得体A像的寸，再据像镜物关系，ADDD/A

线阵CD的出号UO随光的化系线的此用UO拟分布。采用值处方将体边信图31中的1与N检出是单捷的法。2.二值化处理方法图图图中C号行脉C的上沿于CD结束UG为色分输出号它经反放大后的输电信为提图32所示UG的号征的边缘息采如图33所示的定值值处电路。N1和与N2物体A为DN

N

2 1 0与N2为D图二值化电3.

D(N2)L0

为样冲P计器的数N2N1锁锁存数N2N1其差送系适于测体的置它的运动图31中体A物沿光做垂直向动根光分布变样以A三、实验所需仪器设备装有PC台；四、实验内容及步骤1．实验内容素。2．实验步骤（一）实验准备上；图线阵图型”实验打单是打原曾存的数文进察而“保”菜单为所量数保到指文夹设验连续菜单仪器执连其显算界上数据与曲”单别用以式是曲线形方式显所得数信“0”为线计界上留示最时间以便实者够速观到信波的化但它不能“它算机性能择更的示间于察积时”“频率等都以应的拉箭164（二）的标定（1）将直径为所示；图3-7尺寸测量软件界面并在底用式提实者该步图38中示请将准棒插入试察曲线实者该提示φ5的插测试后根曲波调驱频率积时使号形输幅适测需注意对不能使CD输信波现“和象，则影响量度。图38中设积（）选择当阈值值电的择则能检测物的正形寸形尺信处线变化也大为可选定值“17再“一，（7）调整学像统焦与光注观输号波使号形映尺寸信的化缘陡像光系调得测量统精越整好学统一步；图3-8（8）在软界的示进操作将卡或分量的准测尺值入到图39所的已值入中再下一软自计光学统的放大β并示新出图310所的面再下步出“成，实验3-9实际物外尺的量仪都要述标过程只经上标能够用于图像元据变率将生由变变率的像序值位值为N1，将由变过化最大的列“N2，所察的1与N2值入表3，重上过，行多测后测代公（31便以光学。7Ni2N）i7D

式中D7表光学放大倍率β的测量二值化测量值（N2N1（阈值V）物方尺寸像方计算尺寸光学放大倍率β（三、非接触测量体外形尺寸（持述置变取下量学统大率标件装其尺的被件，（2）将阈电的进设为8量物直一相数入表2，（3）（4）（5）（6）表被测件外径的测量二值化测量值（N2N1（阈值98）物方尺寸二值化测量值（N2N1（阈值17）物方尺寸3．结束与关机（1）（2）（3）（4）（5）四、实验总结1、写出验结为何种值测结有差造这差原因2、3、4、5、变化？附录一 TCD2252D手册CD图传器传器可于色真彩像扫和CR它部含3列270像元光二管该件工在V驱（冲、1V源件。一、结构特点：1、像敏元目具有3三色B并的元阵行为202、像敏元寸：888（相邻像元心亦为83、PN4、5、路；6、脚二、特性参数：如表所示为温，A表TCD2252D的特性参数光学╱电子特性参数：特 性符号最小值典型值最大值单位灵敏度红—7.0—V╱lx·s绿—9.1—蓝—3.2—光响应非均匀性PRNU(1)—1020PRNU(3)—312寄存器不平衡性——3饱和输出电压3.03.2—V饱和曝光量SE——暗信号电压VDRK—2.06.0暗信号非均匀性DSNU—4.08.0直流电源耗散PD—250400总转移效率92——输出阻抗ZO—0.31.0kΩ直流信号输出电压VOS3.05.58.0V随机噪声—0.8—三、电路原理图所示。和与信号；器件图图12所示将3线阵CD的本结构造同片片其覆三色所示器件。如表所示为表TCD2252D管脚定义管脚号符号功能描述管脚号符号功能描述1信号输出（蓝）12SS地2信号输出（红）13CR1A1时钟1（第一相）3SS地14SH1转移栅14NC未连接15CR2A1时钟1（第二相）5RS复位栅16VDD电源（数字）6末级时钟（第二相）17CR1B末级时钟（第一相）7SS地18钳位栅8时钟2（第二相）19SP采样保持栅9转移栅320OD电源（模拟）10CR1A2时钟2（第一相）21SS地转移栅222OS1信号输出（绿）4949与其驱脉如CPRP的位系图14所示反了转移程与所示。PAGEPAGE72 驱动波形与同步脉冲的关系：由于和信号。和信号。RSRS

SH应于CD第有输号（图T17所示。TD25D器的谱响图18所示别在20nm短（550nm附录二 TCD1251UD2700像的敏极当扫张3图时可达到8线20P的精或当描张A412所示，为件。一、结构特点：2、敏元寸：11（相邻像中亦为1PN4驱脉~V的脉部有样电位路电移电；脚二、光学与电气特性参数：（极限工作D151D的限数表b21所示作千不超过极限值否将坏件详见释。特性描述符号工作范围单位时钟脉冲电压VØ特性描述符号工作范围单位时钟脉冲电压VØV转移脉冲电压VSH复位脉冲电压VRS电源电压（驱动）VDD-0.3～15工作温度-25～60℃贮藏温度（注释1：所有电压均以SS和VS终端（地）为参考。所示。表的管脚定时钟（第一相）SH转移栅1B时钟（第二相）复位栅2A末极时钟（第一相）信号输出2B末极时钟（第二相）补偿输出电源悬空SS地表所示为VCR源为A表TCD1251UD的参数特 性符号最小值典型值最大值单位注释灵敏度R263544V╱lx.s（注释2）光响应非均匀性PRNU(1)——10（注释3）PRNU(3)—38（注释10）寄存器不平衡性——3（注释4）饱和输出电压1.71.9—V（注释5）饱和曝光量SE——（注释6）暗信号电压VDRK—0.52（注释7）暗信号非均匀性DSNU—13（注释7）直流功率消耗PD—180270总转移效率92——输出阻抗ZO——1kΩ动态范围—3800——（注释8）直流信号输出电压VOS4.55.87.0V（注释9）直流补偿输出电压VDOS4.55.87.0V（注释9）直流差动误差电压—20200随机噪声—0.9—（注释（注释2）采用采用50%定。xPRUN定义为： x式中x为均匀照度下全部输出信号的平均值，x为输出信号与x的最大偏差值。（注释4）此为SE定义如下：2699xnxn1

n1 x

100（）其中xn与xn1

为相邻两个像敏单元的输出信号，x为所有输出信号的平均值。（注释为所有有效像敏单元的最小饱和输出电压。（注释6）SE定义如下：SE

R

（注释为所有有效像敏单元的暗信号电压平均值DSNU定义为在VMDK最大暗信号电压条件下VDRK与VMDK的差值。如图（注释8）DR定义为：DR

VSATVDRK因VDRK与越短则值越大。（注释9直流信号输出电压与直流补偿输出电压定义如图所示：（注释5%饱和曝光量（典型值）下测定，定义为相邻两个像元的最大电压值。（注释。标准输出的偏差值σ的定义如图F2-6示随机噪声可以通过下面的过程公式进行计算：1)在一次读出过程中，像元n和n+1的位置相对固定。2)在视频输出周期内的200ns区间内采样，得到和3)ΔV=Vn–4)重复步骤2)、3)次，得到：

1301i

1

30 (Vi)2j1

i5)重复步骤2)、3)、4)30

1 101 j16)随机噪声= 2

j所示。特 性符号最小值特 性符号最小值典型值最大值单位时钟脉冲电压高电平VCR4.55.05.5V低电平0—0.5转移脉冲电压高电平VSH4.55.05.5V低电平0—0.5复位脉冲电压高电平VRS4.55.05.5V低电平0—0.5电源电压VOD12.013.0V（）驱动脉时相性（a2℃）表TCD1251UD时间相应特性特 性符号最小值典型值最大值单位时钟脉冲频率—0.52.0MHz复位脉冲频率—1.04.0MHz时钟电容—350400PF末级时钟电容—1025PF转移栅电容—1030PF复位栅电容—1030PF如表B26所示为TD51D驱脉之的关（间隔些时表驱动脉冲相位关系特性描述符号最小值典型值(注释12)最大值单位SH与脉冲间隔t1,t50100－nsSH脉冲上升时间，下降时间t2,t4050－nsSH脉冲宽度t35001000－ns脉冲上升时间,下降时间t6,t70100－ns脉冲上升时间,下降时间t8,t10020－ns脉冲宽度t940250－ns与脉冲时间150－ns视频数据延迟时间（注释13）t12,t13－90—ns输出延迟时间t14—10－nst15—125－ns（注释12）典型值是在fS＝10MHz条件下测定（注释13负载电阻为10k。与积时的系图210所示为线阵在X与Y如图210所示为C151D的形寸有尺数以m为计量单。通过察的形寸据可发阵D心像（150元并在它机械（注（注（注）璃厚面上污然后在净环下其干请注器的械动过热会致附录三 实验仪使用说明一、仪器各部件介绍成像测安统照系AD数集与算接等要6个部组。如图线阵驱动器中1、像（中2、测体机构中3下描构便晰可见扫机（中4、扫固螺（中、扫照光（中、条码安装板中14、色阵D数整位图中电调电（中9的内部的利用二、更改实验过程对仪器的改装方法从图31可见器在行图扫与码别验状像（中4）4卸的轴固需要瞄构实振动尺检实可将4固螺钉拧再下描后可以被杆装到量置行测量振测量通不组的能够成近实的量系实利仪器成三、线阵工作参数的调整需要63平衡对度数起来较烦厂经调得常想时应量要轻易整果要调整程以开螺钉再行整时一要将放大率小整值电后返调放率不能次整到反相机线阵所示的以驱如图33所“外置阵D机，把实验可“置阵CD相安在己想为2700像元单列件TD51D一实仪时提两（色黑白线阵CD器件驱与据集统使验的用强更开学与教师设思路与新维此不但应科关程实验学且是士博士究及附表外接相机插座的管脚定义接口器件型号管脚号信号定义说明DB91驱动脉冲3复位脉冲5模拟输出信号6SH转移脉冲8+5V电源92、4、7五、配件说明实验备3种格验棒于体形寸测量验它分为35与3固定安插内行量被杆固到插座后为图33所示的件，实验安底与量的方具配关验棒图尺寸测量实验装置

图实验棒与座3、35所示该置称“斜度量验件拟范围许，此一件可进更角的际测量实验。实验的量方中保符设参行量软便4、振动测量实验目标棒（拧振提它具有弦律动装带动下做往运行动量程后直电将“标棒正规进左方向反周运拟物做水平置阵D目标每时段的位来输位随时变的期数函数变化规即电拖下“目棒的动律正弦函数标了量学统的大率可测出体

图物体倾斜实验试件图振动实验目标棒改变流机电压速将之化标将随做速动物体非期附录四 编程手册线阵1.1随线阵所示的FB4-1光盘内容目录内容软件实验软件驱动实验仪驱动程序SDK用户二次开发SDK软件开发包文档软件开发及使用手册1.2使用说明1.2.1软件的安装进入盘件，行Seup.e，选盘自运出如图1所图图41所示安到D盘确定件点“一步则动入图42所示的面，程序件显出要装的下一，动入图43所示的界面。图显示将被安装的程序根据面示内确您是进下步作如果有动则“一，图复制文件的界面图点击取自结制过。则将件制完。复制成安驱程序在装动序过程可出图45所的提示：图可能提出的提示选择仍继则程序程继进。到弹图46所示的面，图程序安装完毕界面1.2.2检验安装程序将实仪计用SB连接连打实电果算提到新的二、二次开发SDK软件包使用说明简介线阵D用发验（LADI的D（以简称D是为合线阵D应开实LDDI型（下称实仪推的件发包K组成的2.3 如何使用2.3.1 在C工中接接入库LDD_lb后即像用它文中的数API① ② Win32的实③ Win32④函数。⑤Win32调用实例VC调动库方请考C示（于KDo目下。VB调动库方请考B示例于KBmo目下。2.4 API函数APIAPI表API函数快速索引列表序号功能函数名称函数描述页码1基本功能打开实验仪652关闭实验仪653参数设置实验仪参数设置664数据采集实验仪数据采集函数675控制函数实验仪光源控制函数706实验仪电机控制函数717版本信息获得实验仪SDK版本信息718获得实验仪驱动版本信息72API参数声明：描述：说明：={}else{}

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