<!--畫中畫廣告開始-->要：討論了用電荷耦合器件對線紋進(jìn)行非接觸測量定位的理論與方法,介紹了一種以MCS-51單片機(jī)為核心、利用雙端口RAM技術(shù)和高速A/D實(shí)現(xiàn)CCD信號高速數(shù)據(jù)同步采集的系統(tǒng)及其應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：線陣CCD 高速A/D 實(shí)時監(jiān)控 在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中,常常會遇到尺寸在一毫米以內(nèi)的狹縫或細(xì)絲直徑的測量或定位問題。傳統(tǒng)的測量方法是使用精密的量具進(jìn)行測量,這些測量或定位方法速度慢、誤差大,應(yīng)用范圍受到限制。采用CCD成像方法定位或測量細(xì)絲直徑具有測量精度高、速度快、使用方便、易與計(jì)算機(jī)相連從而實(shí)現(xiàn)自動化監(jiān)控等優(yōu)點(diǎn)。 
雙路CCD高精度線絞位置實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)是西安應(yīng)用光學(xué)研究所六室研制的非接觸線紋在線定位測量儀器,能夠完成大迭紙鈔裁切之間的精確定位,配置一定的裁切工具,可實(shí)現(xiàn)紙鈔的自動切割。儀器可安裝在裁切機(jī)處,在下刀之前對大張鈔票的定位線的位置進(jìn)行精確、實(shí)時、非接觸測量,并實(shí)時顯示測試的位置偏差結(jié)果;同時可將“正確”與“錯誤”的狀態(tài)信息傳送到上端PLC控制器,從而進(jìn)行正確的操作。該系統(tǒng)具有方便的零位修正和絕對尺寸定標(biāo)功能,并具有修正量值保存和系統(tǒng)自檢保護(hù)等功能,可廣泛應(yīng)用于造紙廠、印鈔廠、布匹廠等需精度定位的場合,亦可應(yīng)用于細(xì)絲直徑、線紋量具有在線測量等領(lǐng)域。 
1 工作原理 雙路CCD高精度線紋測量實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)主要由雙路CCD攝像頭及光源和電路符等幾部分組成,系統(tǒng)的功能塊框圖如圖1所示。 系統(tǒng)采用***東芝公司的TCD142D （2048位）線陣CCD器件作為控測元件。光源均勻地照射在被測紙線的定位線處,定位線經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)按一定倍率成像在CCD器件的光敏面上,入射光子被排列成一排的光敏單元吸收,同時產(chǎn)生一定數(shù)量的光生電荷,在光積分期間,這些光生電荷被存儲在彼此隔離的相應(yīng)像元的勢阱中。在電荷轉(zhuǎn)移期間,各個像元中的光生電葆按奇偶數(shù)分配,同時轉(zhuǎn)移到設(shè)置在像元上下兩側(cè)的移位寄存器中,然后在傳輸脈沖的控制下,依次轉(zhuǎn)移到輸出端,因而在光敏面上形成了紋紋的影像,實(shí)現(xiàn)了對被測目標(biāo)的一維掃描和信號讀出。CCD輸出信號大小與照射光強(qiáng)成正比,影像部分像元輸出信號電壓幅度較小,非影像部分像元輸出電壓幅度較大,因此線紋在 CCD輸出信號中形成了一個楔形的凹陷波形,只要統(tǒng)計(jì)出楔形在整個CCD輸出信號波形中所占的單元數(shù)及其相對位置,就可得出紙張的位置是否發(fā)生了移動及其相對位移量。如在誤差范圍之內(nèi)則通知上位機(jī)可以控制切刀下刀,否則通知上位機(jī)不能下刀并顯示誤差,由工作人員進(jìn)行調(diào)整直至使紙張位置正確。整個過程中系統(tǒng)實(shí)時測量并顯示誤差,正確后顯示“0000”,工作人員按確認(rèn)鍵后系統(tǒng)會立即通知上位機(jī)可以下刀。系統(tǒng)各模塊的參數(shù)如表1所示。
表1 系統(tǒng)模塊參數(shù)表 | 序 號 | 項(xiàng) 目 | 參 數(shù) | | 1 | CCD攝像頭 | 采用2048元線陣CCD,配光學(xué)放大鏡 頭（f=50mm) | |
66821730(技術(shù)支持)
