一、引言 kZ]H[\Fs
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電荷耦合器件(CCD)是以電荷為信號載體的傳感器,屬于集成光電傳感器,主要應用于光電圖像的傳感。自從CCD于1970年首先在美國研制成功,它就一系列與眾不同、無可比擬的優(yōu)勢就顯示出來:靈敏度高、幾何尺寸精確、光譜響應寬、動態(tài)范圍大、操作容易、維護方便等。一般說來,CCD輸出信號有以下幾個特點: j"W>fC/u
(1)能夠輸出與光像位置相對應的時序信號。 `e[S Zj\
(2)能夠輸出各個脈沖彼此獨立相間的模擬信號。 P_bB{~$4
(3)能夠輸出反映焦點面信息的信號。 (?FH`<
我們將光源、光學系統(tǒng)與這三個特點相結(jié)合,可以實現(xiàn)尺寸的測量。而尺寸的測量在一些場合時非常有必要的,特別是高精度尺寸測量。在工業(yè)生產(chǎn)和科學實驗中,經(jīng)常碰到微小尺寸的檢測問題,如細絲、薄板、狹縫等,不僅費時費力,而且精度較低,不便于實時檢測、顯示和控制,其應用范圍也受到一定的限制⋯。近年來,利用線陣CCD進行無接觸一維測量已經(jīng)得到廣泛應用。線陣CCD器件具有許多優(yōu)點: :]3X Ez
(1)非接觸式,避免對所測器件的損傷。 3JazQU
(2)高速測量,動態(tài)性能好,可以測高速機械運動的物體的尺寸。 1wSAwpz
(3)空間分辨率高,可以實現(xiàn)高精度測量。 bcIae0LZ
(4)空間自掃描可以實現(xiàn)量的絕對測量。 FO{=^I5YA
(5)可靠性高,可以在很惡劣的環(huán)境下工作。 C.j+Zb1Z(
(6)其線掃描輸出的光電信號有利于其后續(xù)信號處理,便于同計算機組成高性能測控系統(tǒng)。 U(&c@u%
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典型的CCD光電測試系統(tǒng)由光源、光學系統(tǒng)、CCD傳感器、信號采集與處理電路以及后續(xù)處理系統(tǒng)組成。本文將介紹幾種測量不同量級尺寸的方法,可以分為微小尺寸、中尺寸、大尺寸,并且給出了信號處理方法,重點是高性能微分電路的實現(xiàn)和二值化過程的實現(xiàn)。 6[bopin
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全文見附件。 &L|oqXE0L