基于线阵CCD的非接触微位移测量系统研究

论文摘要

随着半导体光电器件CCD的快速发展,CCD技术被广泛地应用在测量领域,尤其是在微小位移方面的测量。微位移测量已经广泛地应用在工业领域,提高此类测量的精度可以提高生产效率、减少生产的次品率、降低生产成本。因此,微位移的研究具有重要意义。本文研究了基于线阵CCD和激光三角法的微小位移测量系统。首先,介绍了光三角测量法和激光成像的相关原理,在此基础上,设计了激光光束准直扩束系统和成像系统,为了提高测量精度,采用双远心光路系统作为光学成像系统,成像效果达到衍射极限；其次,对线阵CCD进行了相关的介绍,包括CCD驱动电路和视频信号处理电路系统；最后,对系统进行了简要的精度分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 光电式测量仪的国内外发展状况
• 1.2.1 国外发展现状
• 1.2.2 国内发展现状
• 1.3 论文的主要研究内容和技术指标
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 技术指标
• 第二章 测量系统原理
• 2.1 概述
• 2.2 光学三角法的基本原理
• 2.2.1 直光学三角法
• 2.2.2 斜光学三角法
• 第三章 光学系统设计
• 3.1 光源的选择
• 3.1.1 异质结半导体激光器（DH）
• 3.1.2 半导体激光器的特点
• 3.2 激光发射光学系统设计
• 3.2.1 高斯光束的传播规律
• 3.2.2 高斯光束准直特性
• 3.2.3 高斯光束光学系统设计
• 3.3 CCD成像光学系统设计
• 3.3.1 物方远心光路
• 3.3.2 像方远心光路
• 3.3.3 双远心光学系统
• 3.3.4 光学系统设计
• 第四章 CCD驱动及视频电路设计
• 4.1 CCD的驱动电路
• 4.1.1 驱动电路的设计原则
• 4.1.2 驱动电路设计
• 4.2 CCD输出视频信号的处理电路
• 4.2.1 视频放大电路
• 4.2.2 低通滤波电路
• 4.2.3 二值化处理电路
• 4.3 单片机硬件电路设计
• 第五章 系统精度分析
• 5.1 误差分析
• 5.1.1 系统误差分析
• 5.1.2 随机误差分析
• 5.2 影响精度的几个因素分析
• 5.2.1 成像系统方面
• 5.2.2 被测物体方面
• 5.2.3 环境影响方面
• 总结
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果