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---文档均为word文档，下载后可直接编辑使用亦可打印---摘要论文主要阐述了图像测量系统的基本测量原理及应用领域，并对影响测量精度的主要构成部分的工作原理做了进一步的理论分析，从而确定了CCD进行高精度检测的可行性与合理性，在此基础上，根据实际应用需求情况，首先确定了所选系统的量程及最大景深计算方法，由待测物体的表面处理效果确定光源系统的光源类型配置等关键技术参数。
进而，由最小测量公差确定了满足设计要求的关键选型参数——测量精度。
进一步确定了合理的检测系统技术指标配置方案，同时根据测量所选物体的特点，分析了影响系统测量精度的主要因素，并开展了相关验证实验，通过验证结果，确定了合理系统的参数设定值，从而有效提高了系统的整体测量精度。
最后，对图像测量技术的应用领域和发展前景进行了研究概述，为开展测量方法研究及实现奠定了基础。
关键词：图像测量系统高精度检测测量公差ABSTRACTThe paper mainly expounds the basic measurement principles and applicati on fields of the image measurement system, and further analyzes the working principles of the main components that affect the measurement accuracy, so as to determine the feasibility and rationality of the CCD for high-precision dete ction. On this basis, according to the actual application requirements, the range and the maximum depth of field calculation method of the selected system ar e first determined, and the key technical parameters such as the light source ty pe configuration of the light source system are determined by the surface treat ment effect of the object to be measured. Furthermore, the key measurement p arameters that meet the design requirements—measurement accuracy—are deter mined by the minimum measurement tolerances. Further determine the reasonab le detection system configuration scheme of the technical indicators. At the sa me time, according to the characteristics of the selected object, the main factor s affecting the measurement accuracy of the system are analyzed, and relevant verification experiments are carried out. Through the verification results, the pa rameters of the rational system are determined. Value, which effectively improv es the overall measurement accuracy of the system. Finally, the application fiel ds and development prospects of the image measurement technology are summ arized, which lays a foundation for the research and implementation of measur ement methods.Keywords: Image measurement system High precision detection Measurement tolerance目录第一章图像测量技术概述 (1)1.1图像测量技术的基本原理 (1)1.2图像测量技术的特定及优势 (2)1.3图像测量技术的现状 (2)1.4图像测量技术研究意义 (4)第二章图像测量系统设计 (6)2.1CCD测量尺寸选型 (6)2.2光学系统 (8)2.2.1光源 (8)2.2.2 光学成像系统 (9)2.3精度选型 (9)第三章图像测量系统的精度选型 (11)3.1半自动测量系统构成 (11)3.2全自动图像测量系统的构成 (11)第四章系统测量精度的影响因素研究 (13)4.1误差形成因素概述 (13)4.2 光源强度对测量精度的影响分析 (14)4.3 放大倍率对测量精度的影响分析 (17)结论 (19)参考文献 (21)致谢 (23)第一章图像测量技术概述1.1 图像测量技术的基本原理图像测量技术是一种以视觉测量技术为基础的，目前应用最为广泛的非接触测量技术。
ＣＣＤ应用系统的光源。
为此．我们选用了西安华科公司生产的Ｅ６５０·２·３（５）一３０型激光扩柬器，其外形如图２．４所示：图２．４Ｅ６５０－２－３（５）－３０型激光扩束器Ｆｉ９２．４ＴｈｅｌａｓｅｒｅｘｐａｎｄｅｒｏｆＥ６５０－２－３（５）－３０激光器基本参数如下：工作电压：３Ｖ功率＃２ｍＷ直径：中３０ｍｍ波长：６５０ｎｍ工作距离：１０ｍ２．３ＣＣＤ图像传感器的选择ＣＣＤ是英文单词ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅｓ的简写，它是７０年代初发展起来的新型半导体器件，ＣＣＤ本身有自扫描、高分辨率、高灵敏度、结构紧凑等特点。
至今，ＣＣＤ己从实验室研究走向实际应用阶段，在航空航天、卫星侦察、遥感测控、传真、非接触工业测量、光学图像处理等领域都得到了广泛的应用。
２．３．１ＣＣＤ图像传感器特点ＣＣＤ传感器有以下几个特点：（１）体积小，目前面阵ＣＣＤ芯片只有指甲大小，至于高点阵的线阵ＣＣＤ（如ＴＣＤｌ５００Ｃ）总长度也只不过５．３ｃｍ左右。
（２）高分辨率，目前线阵ＣＣＤ的像素点数达６０００点以上，像素尺寸为７／ａｎ×７／ａｎ－．１０．查些垄堂塑主兰苎丝圭墨：兰型兰墨苎墨竺堡苎固３．１２测量系统ＰＣＢ扳图Ｆｉ９３．１２ＴｈｅＰＣＢｂｏａｒｄｏｆｍｅａｓｕｒｅｓｙｓｔｅｍ东北太学硕士学位论文第４幸测量系统软件设计函数，下面将对其作简要说明：ＧｅｔＣｏｍＳｔａｔ函数：获得ＣＯＭ端口状态；ＧｅｔＩｎＱＬｅｎ函数：获得输入队列长度；ＧｅｔＯｕｔＱＬｅｎ函数：获得输出队列长度；ＲｅｔｕｍＲＳ２３２Ｅｒｒ函数：返回错误代码；ＯｅｔＲｓ２３２Ｅｒｒｏｒｓｔｉｎｇ函数：获得错误的详细说明；４．２．３ＬａｂＷｉｎｄｏｗｓ／ＣＶＩ界面及程序设计利用Ｌａｂｗｉｎｄｏｗｓ，ＣＶＩ软件主要通过接收串口传送过来的数据，实现对工件外形的仿真，并对数据进行处理，计算出工件的圆度误差。
所以ＬａｂＷｉｎｄｏｗｓ／ＣＶＩ主要由两部分组成，一部分是ＣＯＭ口配置界面见图４．９，一部分是主界面见图４．１０。
基于线阵CCD的高精度硅芯直径测量系统研制的开题报告一、课题背景目前，精密制造业已成为全球经济发展的重要支柱产业。
在高精度加工技术中，硅晶圆是制造高性能集成电路的重要材料之一。
而硅晶圆的直径是制造电子产品过程中的重要参数之一。
因此，如何快速、准确地测量硅晶圆直径，成为提高生产效率和质量的关键之一。
传统的硅晶圆直径测量方法主要是使用刻度尺或游标卡尺进行手动测量。
这种方法存在精度低、工作效率低和工作强度大等缺点，无法满足高精度制造的需求。
因此，开发一种基于线阵CCD的高精度硅芯直径测量系统成为当前研究的热点。
二、研究内容本课题旨在设计一种基于线阵CCD的高精度硅芯直径测量系统，具体研究内容包括：1.系统硬件设计：设计系统的硬件平台，包括CCD相机、光源、控制电路等。
2.系统软件设计：编写硬件控制程序和图像处理算法，实现对硅芯直径的自动识别和测量。
3.系统测试与分析：对设计的系统进行多次实验，通过实验数据的分析，评估系统的测量精度和稳定性。
三、研究意义本课题的研究成果将具有以下重要意义：1.提高生产效率：采用自动化的测量方式，能够提高硅晶圆直径的测量效率，提高生产效率。
2.提高测量精度：基于线阵CCD的硅芯直径测量系统，可以实现高精度的测量，提高测量精度。
3.降低劳动强度：传统的硅晶圆直径测量方法需要手工完成，工作强度大。
这种方法的自动化可以降低工作强度，提高工作质量。
四、研究方法本课题采用实验研究和理论分析相结合的方法，具体实施步骤如下：1.搜集相关文献，了解硅晶圆直径测量技术的研究现状和发展趋势。
2.设计系统硬件平台，包括CCD相机、光源、控制电路等。
3.编写硬件控制程序和图像处理算法，实现对硅芯直径的自动识别和测量。
4.进行多次实验，测试系统的测量精度和稳定性。
5.分析实验数据，评估系统的性能和优缺点。
五、研究进度安排1.前期准备（1-2个月）：搜集文献并对硅晶圆直径测量技术进行调研。
2.系统硬件设计（2-3个月）：完成系统硬件平台的设计和制作。
研究与设计 电 子 测 量 技 术 ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ第３５卷第２期２０１２年２月 一种基于线阵ＣＣＤ的工件外尺寸测量装置的设计与实现孙燕峰 李成贵 魏 鹏（北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院 北京 １００１９１）摘 要：为了实现测量过程的自动化，提出了基于线阵ＣＣＤ的工件外尺寸测量装置的设计方法。
采用单片机为核心，并结合液晶智能显示终端，实现了工件外尺寸的非接触式在线测量和实时传输显示。
利用光学成像原理，设计搭建了对应的光学系统；根据线阵ＣＣＤ的工作原理，设计了信号处理硬件电路；为了实现自动化和智能测试，编写了相关的软件程序，同时对可能出现的异常进行了预警处理；最终进行了系统装置的封装测试。
实验结果表明，该装置结构简单，测量结果准确，精度达到了微米级测量要求。
关键词：线阵ＣＣＤ；工件外尺寸；自动化；单片机；在线测量中图分类号：ＴＭ１３３ 文献标识码：ＡＴｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｓｉｚｅｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｌｉｎｅａｒ ａｒｒａｙ ＣＣＤＳｕｎ Ｙａｎｆｅｎｇ Ｌｉ Ｃｈｅｎｇｇｕｉ Ｗｅｉ Ｐｅｎｇ（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｏｐｔｏ－ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｈａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９１）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ａ ｎｏｖｅｌ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｓｉｚｅ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｌｉｎｅａｒ ａｒｒａｙＣＣＤ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｕｓｉｎｇ ｓｉｎｇｌｅ ｃｈｉｐ ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｒｅ，ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙｔｅｒｍｉｎａｌ，ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ｎｏｎ－ｔｏｕｃｈｉｎｇ，ｏｎ－ｌｉｎｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｖｉｃｅｓ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｓｉｚｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ＆ｄｉｓｐｌａｙ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｉｍａｇｉｎｇ ｔｈｅｏｒｙ，ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ；ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏ ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｌｉｎｅａｒ ａｒｒａｙ ＣＣＤ，ｉｔｓ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｈａｒｄｗａｒｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ；ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ａｎｄｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ｔｈｅ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｉｓ ｗｒｉｔｔｅｎ ａｎｄ ｃｏｍｐｉｌｅｄ；ｆｉｎａｌｌｙ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｐａｃｋａｇｅｄ ａｎｄ ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｔｅｓｔｓ ａｒｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｅｖｉｃｅ ｈａｓ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｓｉｍｐｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ａｃｃｕｒａｔｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｒｅｓｕｌｔ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｉｎｅａｒ ａｒｒａｙ ＣＣＤ；ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｓｉｚｅ；ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ＭＣＵ；ｏｎ－ｌｉｎｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ 本文于２０１２年１月收到。
