光電檢測原理與技術--第9章現(xiàn)代光電檢測技術與系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-01-04 07:33 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 y y d yl?? ? ????? ? ? ???獲得莫爾條紋圖后，應根據(jù)式（ 915）進行坐標修正。 ( 915 ) 投影型莫爾法 圖 921所示為光柵投影系統(tǒng)和投影法的原理圖 圖 921 投影型莫爾法光學系統(tǒng)與原理示意圖 投影型莫爾法有下列特點： （ 1）采用小面積基準光柵（通常像手掌那樣大即可），透鏡可以調(diào)換倍率； （ 2）同其他方法相比，可以測較大的三維物體； （ 3）對微小物體，采用縮小投影方法，這樣就不受光柵衍射現(xiàn)象的影響； （ 4）投影的莫爾圖形可在物體上直接觀察； （ 5）能取出變形光柵 莫爾條紋級次與凹凸判斷 在使用照射莫爾方法與投影莫爾方法時，計算莫爾條紋所代表的高度時，要知道條紋的級數(shù)。實際測量時條紋的絕對級數(shù)不易確定，只能定出條紋的相對級數(shù)。確定條紋的級數(shù)前，應先確定物體表面的凹凸。 被測定的物體是凹是凸，單從莫爾等高線是不能判斷的，這就增加了計量中的不確定性，因此需要考慮如何進行凹凸判定問題。判定凹凸的一種方法是，當光柵離開物體時，如果條紋向內(nèi)收縮，表明該處表面是凸的，反之是凹的；照射型中還可通過移動光源來確定凹凸問題，如果光源同接受器之間的距離 d增加，條紋向外擴張且條紋數(shù)增加，則是凸的。此外，也可采用彩色光柵的方法來判斷凹與凸。 物體表面的凹凸一旦確定，就可用確定干涉條紋級次的方法來確定莫爾條紋的級次。 幾何可測深度 現(xiàn)以照射型莫爾方法為例進行分析，在照射莫爾方法中，只有當參考柵在光源照射下能在試件表面形成被調(diào)制的變形參考柵時，才有可能獲得等高莫爾條紋。當柵線間距 P較大時，可用幾何光學的方法分析可測深度，稱為幾何可測深度，如圖 922所示。 圖 922 幾何可測深度 設光柵節(jié)距為 P，柵線遮光部分寬度與節(jié)距之比為 a，忽略衍射效應時，可得 m a xaP lHb aP? ? 條形碼技術 1. 條形碼的概念及特點 條形碼系統(tǒng)是按特定格式組合起來的一組寬度不同的平行線條，其線條和間隔代表了某些數(shù)字或符號，用以表示某些信息。條形碼可以印刷在物品、紙包裝或其他介質(zhì)上，做成含有信息的條形碼標簽，通過光電掃描閱讀設備，即可準確反映出所表示的信息。 一幅完整的條形碼標簽，在條形碼圖形下面還常印有供人員識別的相應文字信息，如圖 923所示。 圖 923 典型的條形碼標簽 圖 924表示了條形碼信號的閱讀和處理的工作原理 圖 924 條形碼信號的閱讀和處理的工作原理 3. 條形碼的識別原理及裝置 (1) 條形碼的識別原理 條形碼識別的核心內(nèi)容就是通過光學掃描或成像把沿空間一維方向分布的條形碼信息傳遞到光電變換器件上，然后轉換成以時間為變量的時序脈沖串。圖 925給出了使用 HeNe激光掃描器閱讀條形碼信息變化過程。 圖 925 激光掃描條形碼的信息變換過程 圖 926為 CCD條形碼識別工作原理 圖 926 CCD條形碼識別工作原理 (2) 條形碼識別器 條形碼的識別首先要求利用某些光電掃描裝置沿某一軌跡對所有條碼條符進行掃描，需要經(jīng)過以下幾個環(huán)節(jié)： ① 要求建立一個光學系統(tǒng) ② 要求一個接受系統(tǒng)能夠采集到光點運動時打在條形碼條符上反射回來的反射光 ③ 要求一個電子電路將接受到的光信號不失真地轉換為電脈沖 下面介紹幾種常用的條形碼掃描閱讀器 ① 手持裝置 一種是由透鏡、光導纖維、光敏元件、放大整形電路和接觸開關組成，其結構如圖 927所示。 圖 927 光筆的一種結構 ② 固定光束的光學掃描閱讀器 這種掃描器通常安裝在某個特定的位置，例如裝在緊靠傳送帶的地方。掃描器只能對它面前的條形碼作單路或多光路的一次性掃描。它的內(nèi)部結構與光筆類似，也使用白熾燈或發(fā)光二極管作光源，用光電三極管作為光敏接收元件，只是傳輸光信號的光學系統(tǒng)略為復雜些。 ③ 移動光束的光學掃描閱讀器 圖 928給出兩種有代表性的激光掃描器光路圖以及應用示意圖。 圖 928 激光掃描器光路圖 圖 928 激光掃描器光路圖 三角法測試技術 三角法測試技術基礎 單點式激光三角法測量常采用直射式和斜射式兩種結構，如圖929所示。 圖 929 三角法測量原理示意圖 在圖 929(a)中，激光器發(fā)出的光線，經(jīng)會聚透鏡聚焦后垂直入射到被測物體表面上，物體移動或其表面變化，導致入射點沿入射光軸的移動。入射點處的散射光經(jīng)接收透鏡入射到光電位置探測器（ PSD或 CCD）上。若光點在成像面上的位移為 x′，則被測面在沿軸方向的位移為 39。si n 39。 c o saxxbx??? ? 圖 929(b)所示為斜射式三角法測量原理圖。激光器發(fā)出的光線和被測面的法線成一定角度入射到被測面上，同樣地，物體移動或其表面變化，將導致入射點沿入射光軸的移動。入射點處的散射光經(jīng)接收透鏡入射到光電位置探測器上。若光點在成像面上的位移為 x′，則被測面在沿法線方向的移動距離為
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