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                      影像測量儀測量誤差是如何產生的?

                      2021-05-18 08:08:35
                      影像測量儀是近十年來發展快速的幾何光學測量儀器,它是一種基于光學投影原理,結合應用現代光電技術和計算機處理技術,完成對試件邊緣輪廓進行瞄準來實現長度尺寸測量的二維平面坐標位置測量儀。
                      該儀器能檢測各種形狀復雜工件的輪廓和表面形狀尺寸、角度及位置,特別是精密零部件的微觀檢測與質量控制,適用于產品開發、逆向工程、品質檢測等領域。比起傳統的工具顯微鏡和投影儀,在硬件上增加了CCD攝像傳感器、數顯化光柵位置輸出裝置及自動定位伺服控制系統,在測量或軟件功能上,具有自動對焦、自動瞄準及各種復雜自動計算處理特點。電子和圖像處理技術的發展應用,為影像測量儀的多功能、高精度和自動化程度提供了關鍵的技術支撐作用。
                      應用于工廠現場測量的影像測量儀,通常其分辨力為0.001mm,測量不確定度一般為(3+L/200)μm左右,其中L為測量長度(mm),應用于精密計量、量值傳遞等高精度測量領域的影像測量儀,測量不確定度一般優于(1.0+L/300)μm。
                       
                      影像測量儀的結構組成及光學原理特點
                      影像測量儀一般由機械、照明、測長、圖像采集、計算機和測量軟件等六部分組成。
                      影像測量儀的光學原理與普通投影儀很類似,區別在于影像前者被測件的輪廓影像被CCD傳感器接收并由計算機進行圖像采集和處理,后者則直接把影像投射到投影觀測屏,輪廓對準有操作者的人眼完成,因而導致兩者測量精度和自動化程度相差很大。
                      影像測量儀一般具有較大的測量范圍,通常配備有(0.7x~4.5x)的變焦物鏡,照明光源除了常見的底光和頂光外,還有環形照明光,適合于底光和頂光都不能有效照明時應用。
                       
                      影像測量儀的誤差來源
                      在影像測量儀上的測量均是單軸或二維平面坐標的測量,測量時先對焦,后對準,再讀數(計數),最后計算處理。
                      讀數來自于標尺即光柵系統,對焦對準依靠顯微鏡光學系統,還有一個直接影響測量效果和精度的照明光源,因為,基于影像方法測量的儀器,如果被測件不能被有效正確的照明,則測量的結果顯然要偏離其真實尺寸。除前述因素外,環境條件也是制約測量精度不可忽視的因素。
                       
                      基于上述分析,可以歸納出以下幾個方面的誤差來源:
                      a、光柵計數尺的誤差;
                      b、工作臺移動時存在的直線度、角擺帶來的誤差;
                      c、工作臺兩測量軸垂直度帶了的誤差;
                      d、顯微鏡光軸與工作臺面不垂直帶了的誤差;
                      e、測量室溫度帶來的誤差;
                      f、光源照明條件的變化帶來的對焦和對準誤差。
                       
                      在這幾種因素中,前四項誤差,是硬件誤差,在儀器制造過程中已經形成并固定下來,一般無法改變;溫度影響帶來的誤差,通過控制測量室的溫度和等溫過程來減小其影響。
                       
                      最后一項則常被忽視,而在實際測量中,當光源照明條件改變時,直接影響被測工件的照明效果和影像質量,主要是因為影像測量儀的圖像是通過CCD接收,盡管CCD具有自動調節增益的功能,但當亮度過大時即失去調節功能,導致被測工件影像在縮小,當亮度過低時,工件影像反而變大。
                       
                       
                      這種影響,對于測量具有重復圖形結構之間的間距時,只要整個測量過程中照明條件保持不變,其影響可以忽略,因為每個重復圖形結構都同時在變大或變小,間距的測量計算直接消除了影像變形的影響,如測量玻璃尺、網格板刻線間距;除了這種特殊情形外,如測量圓的直徑、工件的長度和寬度,都將帶來明顯的誤差。
                       
                       
                       
                      產品名稱 快速測量儀
                      型號 Q100M
                      圖像傳感器 2000萬像素
                      顯示器 22英寸LED顯示器
                      受光鏡頭 遠心鏡頭
                      照明系統 遠心平行光
                      測量視野 100MM*80MM
                      圖像測量精度 ±0.005
                      圖像測量重復精度 ±0.002
                      測量軟件 QCQICK一鍵測量儀專用軟件
                      外形尺寸(L×W×H) mm 450*500*650mm
                      重量 35KG
                      工作電源 AC220V/50Hz
                      工作環境 溫度10℃~35℃,濕度30~80%,振動<0.002g,低于15Hz
                       
                       
                       
                       
                       
                       
                      軟件功能簡介
                      1、一鍵秒測,批量檢測
                      A)隨意擺放產品,無需夾具定位,軟件自動識別匹配;
                      B)尺寸測量數量無限制,常規測量任務可在1s內完成;
                      C)支持CAD圖紙導入直接測量,減少人工設定工作量;
                      D)支持同類型零件多個一次測量。
                      2、計算精準,重復性高
                      A)邊緣提取及鏡頭畸變矯正具有獨有專利技術;
                      B)自動打光,排除人為干擾,可大大提高重復性;
                      C)可媲美傳統影像儀的測量精度與重復性。
                      3、操作簡單,無需培訓
                      A)任何人都可快速上手,無需培訓
                      B)界面簡潔,測量智能,操作步驟進行優化,有實時操作提示
                      C)測完即可自動記錄所有測量數據,一鍵生成統計分析,可隨意打印測量結果為多種文件格式或直接進行打印機打印。
                      4、功能豐富,自動報表
                      軟件分為測量設定、連續測量、統計分析三大功能模塊;其中連續測量可以進行實時測量,無需按鍵即可立即判斷是否NG/OK,提供多達 80 種提取分析工具,包括【特征提取】工具(如最值點、中心線、圓弧、峰值圓等),【輔助工具】(如任意點線圓、擬合直線、擬合圓、切線、內切圓等),【智能標注】工具,【形位公差】工具,特殊【應用工具】(如R角等)。
                       
                      思正利全自動一鍵式測量儀是在數字化一鍵式測量儀基礎上發展起來的人工智能型現代光學非接觸測量儀器,其承續了數字化儀器優異的運動精度與運動操控性能,融合機器視覺軟件的設計靈性,屬于當今最前沿的光學尺寸檢測設備。本公司生產的全自動一鍵式測量儀能夠便捷而快速進行坐標測量與SPC結果分類,滿足現代制造業對尺寸檢測日益突出的要求:更高速、更便捷、更精準的測量需要,解決制造業發展中的又一個瓶頸技術。
                      全自動一鍵式測量儀基于機器視覺的自動邊緣提取、自動理匹、自動對焦、測量合成、影像合成等人工智能技術,具有“點哪走哪”自動測量、CNC定位自動測量、自動學習批量測量,影像地圖目標指引優異功能。同時,基于機器視覺與微米精確控制下的自動對焦過程,可以滿足清晰造影下輔助測高需要(亦可加入觸點測頭完成坐標測高)。支持空間坐標旋轉的優異軟件性能,可在工件隨意放置的情況下進行批量測量,亦可使用夾具進行大批量掃描測量與SPC結果分類。
                      全自動一鍵式測量儀是影像測量技術的高級階段,具有高度智能化與自動化特點。其優異的軟硬件性能讓坐標尺寸測量變得便捷而愜意,擁有基于機器視覺與過程控制的自動學習功能,依托數字化儀器高速而精準的微米級走位,可將測量過程的路徑,對焦、選點、功能切換、人工修正、燈光匹配等操作過程自學并記憶。全自動一鍵式測量儀可以輕松學會操作員的所有實操過程,結合其自動對焦和區域搜尋、目標鎖定、邊緣提取、理匹選點的模糊運算實現人工智能,可自動修正由工件差異和走位差別導致的偏移實現精確選點,具有高精度重復性。從而使操作人員從疲勞的精確目視對位,頻繁選點、重復走位、功能切換等單調操作和日益繁重的待測任務中解脫出來,成百倍地提高工件批測效率,滿足工業抽檢與大批量檢測需要。
                       

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