挠性接头薄筋厚度的高精度在线测量系统研究

本文使用基于机器视觉的显微测量技术对挠性接头的薄筋厚度进行高精度在线测量。测量时,挠性接头的薄筋轮廓经光源照明后,通过高放大倍率成像镜头成像在CCD上,薄筋轮廓图像经图像预处理、分割、边缘提取、参数计算等一系列图像处理后,最终得到薄筋厚度的实际尺寸。经实验证明,系统测量重复性精度为±0.4μm,不确定度优于1μm。     

轮廓光电自动调焦系统

本文叙述我所研制的轮廓光电自动调焦的原理。实验证明:移动范围在±10μm时,重复精度为±0.5μm;大于±10μm 时,重复精度为±1μm。     

纳米级精度的线宽测量仪

在大规模集成电路生产中,对掩膜版与硅片刻线宽度的在线检测是保证质量的重要手段。本文介绍了一种高精度,自动化的线宽测量仪。阐述了其原理,构成及设计中有关问题。经实验表明:该仪器的重复测量精度≤±0.005μm;测量精度为±0.02μm.     

基于结构光的微细管孔内表面三维重建

介绍了一种适于空间曲线型微细管孔内表面三维重建的系统。该系统主要由管道机器人、形貌检测器和曲率检测器等部分组成。形貌检测器在管道机器人的带动下潜入管孔内部进行内壁截面图像采集，曲率检测器负责测量管孔中心轴线在检测器采样位置处的局部几何性质。对管道内壁截面图像进行适当的处理，结合形貌传感器的标定参数和结构参数，可以计算出在检测器局部坐标系下的管道截面三维轮廓；同时，根据传感器采样位置处的管道中轴线局部几何性质、管道机器人的前进步长，建立局部坐标系与全局坐标系的关系，从而将被测全部截面的局部坐标转化为全局坐标，实现管道内表面的三维重建。实验结果表明，利用该技术检测的管道内表面三维形貌与实际情况是一致的。     

DXY—1型线宽轮廓测量仪的设计

微细图形几何尺寸的测量是VLSI 生产中的一个重要工序。DXY-1型线宽轮廓测量仪采用显微镜—电视摄象—图象采集—微机处理方案。本文介绍了它的原理及设计中有关问题。实验结果表明:测量精密度≤±0.005μm,仪器精度σ≤±0.02μm,台阶测量精度<2.5nm。     

磁光旋转谱和磁圆二向色性谱测量

本文描述了磁光旋转谱和磁圆二向色性谱测试装置的基本特性,用该装置测量了(BiTm)_3(FeGa)_5O_(12)薄膜磁光旋转θ的实部θ′和虚部θ″与光波长λ的关系,不同λ情况下YIG单晶的θ′与磁场强度H 的关系。讨论了测试结果,分析了测量误差。指出用磁光诃制倍频法测量磁光旋转谱和磁圆二向色性谱基本上不受激光源幅度变化和光路中其他元器件不稳定因素的影响,在λ=0.65～2.7μm 范围内,测量θ′的重复精度可达±0.005°。     

齿轮倒角轮廓协同高精度测量方法的研究

为实现对制造业中复杂工件(如汽车变速箱中的倒角齿轮)表面轮廓的快速、精密测量,研制了协同视觉表面轮廓测量系统。对该系统中采用的图像处理、测量路径的规划进行了研究。首先使用面阵图像传感器拍摄齿轮图像,对图像进行边缘处理,利用齿轮的边缘点拟合齿轮的中心,在结合标定算法定位齿轮倒角的待测局部区域。然后,根据测量要求规划测量路径,驱动XY电动平台携带高精密的点视觉激光位移传感器沿测量路径完成对带测量区域的测量。最后,使用计算机对激光位移传感器所测得数据进行处理,输出测量报告。该系统经工厂实际测量验证,对齿轮倒角表面轮廓的高度方向(Z方向)测量精度为1μm,对X和Y方向的测量精度达到5μm以上。结合图像传感器测速快,激光传感器精度高的优点,提出一种利用图像传感器实现高速定位,激光传感器实现精密测量的协同高精度视觉测量方法,并将其用于了齿轮倒角轮廓的测量。     

基于机器视觉的管孔类零件尺寸测量方法

管孔零件尺寸测量,是当前加工和装配中的一个难点.基于机器视觉的管孔零件尺寸自动测量系统,可以从根本上解决人工测量效率低、精度低的问题,而且还能对这些指标进行定量描述,对缺陷的形态、类型进行鉴别和统计,具有人工检测所无法比拟的优越性.应用机器视觉原理,设计了一套管孔类零件尺寸自动测量方法,先通过图像摄取装置把图像抓取到,然后将该图像传送至处理单元加以处理,包括图像滤波、图像边缘检测、图像分割和特征测量,最后将上述功能进行整合,搭建了管孔零件尺寸自动测量系统.     

MRB-1011测量系统

<正> 这是日本橘田生产工业公司开发的三坐标测量系统。该系统操作简单,经过一次示范后,可在无人操作下,完成全部测量工作。测量范围150×200×45mm,最小示值0.0001mm,测量精度15μm,重复精度为5μm。     

基于LVDT的台阶信号拾取方法研究

大规模集成电路检测设备之一台阶测量仪是采用LVDT传感器拾取信号的,其设计合理与否直接关系到仪器的测量精度。文中采用零点残余电压补偿,合理地选择LVDT特性曲线的不同区域,以及正确设计传感器的安装角度等措施,有效地减小了零点残余电压的影响,并消除测量机构本身固有的二次项误差,提高了仪器的测量精度。实验表明,该仪器垂直方向测量分辨率可达0．5μm,重复测量精度为±0．015μm．     

基于像差修正的同轴度测量方法

为了实现在同轴度测量中平行偏差(平偏)和倾斜偏差(角偏)两个量的同时测量,建立了基于激光准直性的光斑接收系统。该系统由接收物镜、分光棱镜和CCD构成。以物镜光轴、准直光束几何中心线和两个CCD接收面构成的三角关系进行两个偏差量的计算;并通过对系统像差的分析,提出了显著降低物镜像差对测量结果影响的算法。理论和实验数据表明,对于平偏测量范围为±10 mm、角偏测量范围为±2°、接收物镜焦距为50 mm、CCD尺寸为1.6 cm的系统,平偏测量精度可达0.02 mm,角偏测量精度可达9.5″。因此,该系统可以满足较大范围内的旋转机械同轴度测量的需要。     

An optical flatness measurement system for medium-sized surface plates

This paper describes the work to develop a parallel beam scanning system (PBSS) for the noncontact measurement of surface flatness of such medium-sized surface plates, as sheet metals, sheet-moulding compound (SMC) plates, and glass plates, which are difficult to measure by traditional methods. The PBSS consists of a He---Ne laser source with good pointing stability, a scanner to create divergent scanning beams, a large aplanatic meniscus lens to convert the divergent beams to parallel beams, a linear stage to drive the testpiece to each sampling position, a screen for the projection of reflected beams from the tested surface, and an image-processing unit to analyze the projected image. Because of the out-of-flatness of the surface, the straight line formed by the incident parallel beams will be distorted and magnified on the screen as it is reflected from the surface. A charge-coupled-device (CCD) camera is employed to capture the image of the distorted line each time, and proceeds in line-by-line sequence. With the proposed mathematical model, the three dimensional (3-D) flatness data of the testpiece can be converted from the input image data and analyzed by the least-squares method. Experimental results by the use of this system have shown good agreement with the results obtained from a coordinate measuring machine (CMM). Because of the limit of the meniscus lens, the workpiece size is within 200 mm in width.     

Assessment of combined V/Z clamp-on ultrasonic flow metering

Clamp-on ultrasonic flow metering can provide a non-invasive and portable means for flow measurement. However, it indicates flow rates with low measurement accuracy at low flow velocity in pipe flows. Typical accuracy of the clamp-on ultrasonic flow metering amounts as low as ±1% if the flow velocity in a pipe is greater than 0.5 m/s. The accuracy can be increased greater than ±2% if the flow velocity is lowered smaller than 0.5 m/s. Inner pipe diameter can be also an influential factor in flow metering when the exact value of the inner diameter is not known. The inner pipe diameter cannot be found if the pipe is too large to measure or if there are erosions or adhesions on the inner pipe surface due to small particles in the flow. These shortcomings of the clamp-on ultrasonic flow metering can be overcome by combining two transit times along a Z-shaped and a V-shaped ultrasonic path. This technique is termed combined V/Z clamp-on ultrasonic flow metering. With the water flow standard system in KRISS, this combined technique exhibited intermediate performance between the two flow metering techniques along the Z-shaped and the V-shaped ultrasonic paths. Notably, the combined technique showed better performance (expanded uncertainty less than 0.76%, k = 2) than the two flow metering techniques (1.61% and 1.17%, k = 2) in the flow range of (100–400) m³/h with pipe diameter of 250 mm.     

基于微型CCD的管道缺陷检测系统

介绍了微型CCD的工作原理以及以此为检测探头的新型特殊管道视觉检测系统的结构及工作原理。该系统能够进入U形弯曲管中，在管道检测处，CCD摄像机能绕管道中心旋转，将管道内壁图像通过线缆传送到计算机，以判定管道内壁是否存在缺陷。     

基于单目视觉的激光光束方向标定研究

在由激光位移传感器组成的测量系统中,激光光束的方向是一个关键参数.方位角和俯仰角对于一条激光光束是最为重要的两个参数.本文中提出一种基于单目视觉的激光光束方向测量方法.首先,将CCD相机放置于基础平面上方,保持相机光轴与基础平面接近于垂直状态,并利用误差为10μm的圆孔型标定板建立单目定位模型.然后将激光光束发生装置放置在基础平面上并保持位置固定,同时在基础平面上放置特制靶块,使激光光束可以投射到靶块斜面上并形成一个激光光斑.在基础平面上方放置的CCD相机可以清晰的采集到激光光斑、靶块斜面的图像,应用相关算法提取出光斑质心的二维图像坐标.沿激光光束方向以相等间距移动靶块,通过CCD相机采集每移动一次靶块在当前位置下的光斑、靶块图像.利用相关的转换公式,结合靶块本身固有参数,将光斑质心图像二维坐标转换为基础平面下的空间三维坐标.由于靶块的移动,会得到靶块不同位置下激光光斑质心的三维坐标,将这些三维坐标拟合成空间直线表征待测激光光束.拟合直线得俯仰角即为待测激光光束的俯仰角.实验中,应用高精度仪器对靶块参数进行测定,并使用高精度标定板标定相机内外参数建立相应的定位模型.测量精度主要通过单目视觉定位精度、光斑重心提取精度来保证.结果显示,待测光束的俯角最大误差达到0.02°,光束间夹角的最大误差为0.04°.     

MICRO-ROBOT FOR MEASUREMENT AND THREE-DIMENSION RECONSTRUCTION OF MICROPIPES

0 INTRODUCTIONPipes or hollow bodies in petrolic industry, natural gas indus-try, chemical industry, energy sources, nuclear energy industry,automobile and aeronautic industry etc, are charged with liquidtransmission. Especially for the liquid in high pre…     

CRT投影管分辨率测试仪

介绍一种CRT投影管分辨率测试仪，可以对CRT投影管的分辨率进行快速准确的测量。该仪器采用线阵CCD显微摄像机对投影管扫描线的线宽进行测量，测量数据经计算机处理后得到分辨率值。同时介绍了3英寸YAG投影管的分辨率测量结果。     

影像法测量透镜中心误差的研究

基于现代传感技术和数字图像处理技术,通过对透镜中心误差的分析研究,提出了一种透射式影像法测量透镜中心误差的方法,建立了基于CCD图像的实时测试系统。实验表明,透镜中心误差测量的标准偏差达到了0．0038mm,极限误差为±0．0115mm,证明该系统对于测量透镜中心误差具有很好的实用性。     

Design and development of a CCD based optical tomography measuring system for particle sizing identification

This research investigates the use of charge coupled device (abbreviated as CCD) linear image sensors in an optical tomographic instrumentation system used for sizing particles. Four CCD linear image sensors are configured around an octagonal shaped flow pipe for a four projections system. The measurement system is explained and uses four CCD linear image sensors consisting of 2048 pixels with a pixel size of 14 μm by 14 μm. Hence, a high-resolution system is produced. The designed instrumentation system is calibrated using known test pieces. Spherical shaped and irregular shaped particles are tested on the designed system to complete analysis of the overall performance of the system.     

热轧螺纹钢在线图象检测技术的研究

本文介绍了利用计算机图象系统对具有复杂轮廓的热轧螺纹钢进行在线检测的技术。提出了用可控频闪光源照明和面阵ＣＣＤ成象方式获取高速运动体的清晰图象，设计了新的图象处理算法，能同时给出热轧螺纹钢的多个参数。实验证明测量具有高的精度，可有效实现螺纹钢的在线检测。