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图(a)是典型的线阵CCD测长系统的原理示意图。整个测量过程包括:光学成像、图像信号输出、二值化处理确定图形轮廓、测定轮廓间的像素数、通过计算或实验确定脉冲当量并按测量公式计算被测尺寸。整个系统的工作波形如图(b)所示。
图 线阵CCD测长系统
和电视测量不同,CCD摄像测长方法不是通过空间与时间变换,根据时序脉宽来计算物体尺寸,而是直接计数图形脉宽间所包含的像素数目。这可以从下列测量公式的推导中看出。
(1)光学成像关系
设被测物高为Y,像高为y,则
y=βY
式中,β=f/(L-f),β为光学系统放大倍数。
(2)空问变换关系
在CCD像面上,有确定尺寸的像素按线阵排列,相当于光电刻尺和被测像高比对。若像高占据的像素数为N,则有
y=NIo
式中,凡为像素沿线阵方向的尺寸,凡通常为7~13μm。