工业机器人视觉与传感技术 课件 ch01 视觉检测与传感器的基本知识

高等院校公共课系列精品教材工业机器人视觉与传感技术第一章视觉检测与传感器的基本知识内容摘要传感器的定义及组成定义传感器的组成传感器是指能感知外界信息，并能按一定规律将这些信息转换成方便使用的电信号的装置。敏感元件：能直接感知被测量的部分。转换元件：将被测量转换成适于传输的电信号。有些传感器还需对转换元件输出的电信号进行放大调制，形成标准电信号。有些智能传感器还带有显示单元、控制单元、输出单元等。智能传感器又称为传感器系统，其组成框图如图1-2所示。传感器的分类14253按信号处理方式分类直接传感器、差分传感器、补偿传感器。按传感器检测的物理量分类力学量、热学量、流体量、光学量、电量、磁学量、声学量、化学量、生物量等传感器。

按传感器工作原理分类电阻、电容、电感、光栅、热电偶、超声波、激光、红外、光导纤维等传感器。

按传感器的输出信号性质分类数字式传感器、模拟式传感器。根据能量c的观点分类有源传感器和无源传感器。6按照传感器的工作机理分类结构型传感器和物性型传感器。传感器的特性定义分类传感器的特性是指传感器的输入量和输出量之间的对应关系。通常把传感器的特性分为两种：静态特性和动态特性。静态特性是指输入不随时间变化的特性，它表示传感器在被测量各个值处于稳定状态时输入与输出的关系。动态特性是指输入随时间而变化的特性，它表示传感器对随时间变化的输入量的响应特性。传感器的特性传感器的静态特性(1)线性度，是指传感器的输入与输出之间线性关系的程度。理想情况下，传感器的输入/输出特性应是线性的，可用式（1一1）表示。通常情况下，传感器的实际输入/输出特性是一条曲线而非直线，可用式（1一2）表示。(2)灵敏度，传感器在稳态工作情况下，在输入量变化Ax时输出量变化了，输出量的变化量与输入量的变化量Ax的比值称为灵敏度，用s表示。传感器的特性传感器的特性（3）分辨力，是指传感器可感知的被测量的最小变化的能力。（4）迟滞，相同测量条件下，对应于同一大小的输入信号，传感器在正向（输入量增大）行程和反向（输入量减小）行程期间，输入／输出特性曲线不重合的程度称为迟滞，如图1-4所示。传感器的特性（5)重复性，传感器在输入量按同一方向（增加或减小）做全量程多次测量时，所得输入/输出特性曲线的一致程度称为重复性，如图1一5所示。（6）漂移，是指在输入量不变的情况下，由于外界的干扰（例如温度、噪声等），传感器的输出量发生了变化。常见的有零点漂移和温度漂移，一般可通过串联或并联可调电阻器来消除。零点漂移：零点漂移简称为零漂，是指传感器在无输入时，其输出值偏移零值的现象。零点漂移主要是由传感器自身结构参数老化等引起的。温度漂移：温度漂移简称为温漂，是指在工作过程中输入量没有发生变化，只是环境温度发生了变化，使传感器的输出量发生了变化。传感器的特性传感器的动态特性传感器的动态特性分析传感器的动态特性是指传感器在动态激励（输入）时的响应（输出）特性，即其输出随时变输入的响应特性。时域分析：通常用阶跃函数、脉冲函数和斜坡函数作为激励信号，分析传感器的动态特性；频域分析：一般用正弦函数作为激励信号来分析传感器的动态特性。机器视觉132引导和定位视觉定位要求机器视觉系统能够快速准确地找到被测零件并确认其位置。外观检测检测产品的质量是在自动生产线上工业机器人取代人工最多的环节之一。高精度检测有些产品的精密度较高，达到0.01、0.02n皿甚至级，人眼无法检测，必须使用机器视觉系统完成。4识别识别就是利用机器视觉系统对图像进行处理、分析和l理解，以识别各种不同模式的目标和对象。机器视觉的应用机器视觉国内外常用机器视觉软件（1）国际机器视觉软件平台和工具包机器视觉国内外常用机器视觉软件（2）国内机器视觉软件产品说明：无锡信捷电气股份有限公司推出的x-Sight高性能一体式机器视觉系统包括SV4/SV5系列相机、多种类工业镜头、多种光源、智能终端、光源控制器、视觉软件等全套产品。相关技术。a.RTOS技术。采用可裁剪的嵌入式实时操作系统DSP/BIOS,实现各任务线程的调度、同步，提高系统的可霏性和稳定性。单元b.光学成像技术。相机采用面阵CCD传感器技术，并行采集图像，精度高；采用双缓冲技术，大大提高CCD信号的采集速度。c.网络通信技术。采用10以太网实现pc机和一体机、智能终端和一体机的通信，图像传输速度快，一体机的配置信息、应用程序等可通