基于CPLD的线阵CCD尺寸测量系统研究.PDF

第 28卷 第 4期 河 北 省 科 学 院 学 报 VoI．28NO．4 2011年 12月 JournaloftheHebeiAcademyofSciences Dec．2011 文章编号 ：1001—9383(2011)04—0007—03 基于CPLD的线阵CCD尺寸测量系统研究 秦旭磊 ，孙振路 ，陆学飞 (1．长春理工大学 吉林 长春 130022；2．河北省科学院激光研究所，河北 石家庄 050081) 摘 要：利用 CCD传感器对工件进行测量是非接触测量领域 的常用方法，本文介绍 了一种基于线阵CCD器 件 TCDl2O6的微器件尺寸测量系统 的设计方法，对系统 的组成原理和工作方式进行 了论证 ，硬件部分使用 了 Altera公司的CPID器件 ，实验表 明系统设计方案可行，测量精度达到土0．01ram，符合设计要求。 关键词 ：线阵CCD；非接触测量；测量精度 中图分类号：TP214 文献标识码 ：A Researchofsizemeasurementsystem oflinearCCD basedonCPLD QIN Xu．1ei，SUN Zhen．1u ，LU Xue．fei (1．ChangchunUniversityofScienceandTechnology，ChangchunJilin130022，China； 2．InstituteofLaser，HebeiAcademyofSciences，ShijiazhuangHebei050081，China) Abstract：TheusingofCCD sensoron theworkpiecemeasurementiSoneusualmeasurementofnon— contactmethods．Thepaperintroducesakindofdesignmethodofsizemeasurementsystem which basedonthelinearCCD deviceTCD1206anddemonstratesthatthecompositionprinciplesandwork— ingmethodsofsystem．Thehardwarepartofsystem useAlteraSCPLD device．Theexperiment showsthattheproposalofsystem designisfeasible，measurementaccuracyreaches±0．01ram ，eom— plieswiththedesignrequirements． Keywords：IinearCCD；Non—contactmeasurement；Precisionofmeasurement 近年来，作为一种有效、快速的非接触测量手段，电荷耦合器件CCD(ChargeCoupleDevice)在非接 触测量系统中的应用相 当普遍。CCD具有 自扫描 、高灵敏度 、低噪声、长寿命和可靠性高等优点，此外 它的输出信号易于处理，驱动信号设计简单 。它可以直接用于工件等物体外边尺寸，轮廓以及位移和相 关物理量的测量。常见的线阵CCD驱动可以由数字逻辑电路、单片机、可编程逻辑器件等来实现，数字 逻辑 电路构成 的驱动电路结构复杂 ，目前已很少使用，单片机构成的驱动 电路结构简单 ，但受限于单片 机工作的速度限制，在产生复杂时序情况下，工作速度较低 ，致使扫描速度降低。本系统 由CPID器件 完成 CCD驱动信号产生和同步信号的生成，这种设计能够实现较高的扫描速度，同时系统配置灵活，为 系统升级预留了空间。 系统工作原理 线阵CCD尺寸检测技术是将 CCD图像传感器与机电和计算机相结合的一种技术，近年来 CCD 感器的发展十分迅速 ，特别是适当配置光学系统，便能够获得很高的空间分辨率，适用于二维几何尺 收稿 日期 ：2011一O8—1O 作者简介 ：秦旭磊 (1981一)，吉林和龙人，博士，讲师，主要研究方 向：物理 电子学 河此肯，科学院