第一章绪论 基于光学三角法研制的激光测头,由于具有测量速度快、精度高和 非接触测量等特点,而被广泛用于工件的长度、宽度、高度等尺寸测量 和圆跳动、同轴度、平面度等形位误差的测量,同时也可对位移、振动 等进行测量,激光测头是一种综合了激光技术、光学、精密机械、光电 变换技术、电子学和计算机等多学科技术的高科技产品,它既可做为独 立的光电检测仪器使用,也可以与其它机构或系统结合成为具有柔性的 多功能测量机使用,因此,开展该项专题研究具有重要的意义和广阔的 应用前景。为了提高测头的精度,本文提出了测头的标定方法,并对光 学系统设计问题进行了讨论、对影响精度的光学系统参数和测量头整体 结构参数的选取进行探讨。本文设计的CCD位移测量装置的理论设计精 度可达0.25微米,测量范围达到1.13毫米,测量速度可达毫秒级,能 连续非接触测量。该系统在工业和国防等领域中,主要应用于精确自动 定位,自动超高精度测量,计算机视觉等方面。 目前,国际上 ZAMBACH、日本安立、三菱等公司先后开发了多种类 似产品,并且已得到了应用,而国内在该领域中的研究起步较晚,水平 还比较低,有待做深入的研究。以前的激光位移传感器利用PSD(位敏 器)作为接收器件。而新近的LK系列的传感器则用CCD作为接收器件 相比之下,CCD测量的是光点象的能量峰值位置。故测得结果精度更高、 且稳定第一章 绪 论 基于光学三角法研制的激光测头，由于具有测量速度快、精度高和 非接触测量等特点，而被广泛用于工件的长度、宽度、高度等尺寸测量 和圆跳动、同轴度、平面度等形位误差的测量，同时也可对位移、振动 等进行测量，激光测头是一种综合了激光技术、光学、精密机械、光电 变换技术、电子学和计算机等多学科技术的高科技产品，它既可做为独 立的光电检测仪器使用，也可以与其它机构或系统结合成为具有柔性的 多功能测量机使用，因此，开展该项专题研究具有重要的意义和广阔的 应用前景。为了提高测头的精度，本文提出了测头的标定方法，并对光 学系统设计问题进行了讨论、对影响精度的光学系统参数和测量头整体 结构参数的选取进行探讨。本文设计的 CCD 位移测量装置的理论设计精 度可达 0.25 微米，测量范围达到 1.13 毫米，测量速度可达毫秒级，能 连续非接触测量。该系统在工业和国防等领域中，主要应用于精确自动 定位，自动超高精度测量，计算机视觉等方面。 目前，国际上 ZAMBACH、日本安立、三菱等公司先后开发了多种类 似产品，并且已得到了应用，而国内在该领域中的研究起步较晚，水平 还比较低，有待做深入的研究。以前的激光位移传感器利用 PSD（位敏 器）作为接收器件。而新近的 LK 系列的传感器则用 CCD 作为接收器件。 相比之下，CCD 测量的是光点象的能量峰值位置。故测得结果精度更高、 且稳定