光电仪器设计课设总

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随着聚焦物镜的位置变化而发生改变,相应地,像点在光敏器件CCD上的位置也要发生变化,精确地测量像点在CCD上的位移x,就可以得到被测物体的位移量。由于是绝对测量,所以采用激光上下表面双三角法,准确的测量运动物体的厚度。如下图5.1所示,图中a为散射光接收角,θ是成像角,d0为参考点处的物距,di为像距,d为上下两参考面之间的距离,x是物位移,x’为像位移。

由上图可得光学关系式:

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上、下物面相对的移动距离为x1和x2,两CCD上的像点移动至x’11和x’21,像点移动距离 错误!未找到引用源。,错误!未找到引用源。。根据几何关系,有

图2.1.2激光三角法测后原理图 8

因此,

(2.14)

由于上下探头完全对称,同理可得 其中

(2.15)

在探头参数确定后,C1与C2为定值,当上下探测头测得像点位移量错误!未找到引用源。后,按公式(2.14)、(2.15)式计算便可得到物件的位移量x1、x2,物件厚度为

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§2.2方案二:激光扫描测径

如图2.2所示为激光扫描测径仪的结构原理图。氦氖激光器1射出的激光束经过反射镜2、透镜4(用来减少激光光束的发散)、反射镜5和用同步电机带动旋转的多面棱镜3,在经过透镜6对被测工件7进行扫描,然后经过透镜8由光电二极管9接收。在激光光束被遮挡的时间间隔内,计数器所计的脉冲数就代表了被测工件的厚度。为保证扫描信号与计算机电路中计数脉冲的同步,同步电机与计算电路用同一个晶体振荡器控制。

图2.2 激光扫描法测量原理图

1——激光器 2——反射镜

3——扫描转镜 4——准直透镜

5——聚光镜 6——光电接收

7——被测工件

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