线阵CCD工业数字相机

线阵CCD工业数字相机
USB工业相机
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1 概述
FC-ISM-LCCD线阵CCD相机是由武汉方寸科技公司自主研究并开发的*工业线阵CCD相机，该相机采用*16位高速A/D和CPLD结合的*、高速率、工业数字线阵CCD相机，它具有尺寸小，稳定性好，高信噪比特点，免外部电源，且易于进行二次开发和应用集成等优良特点，性价比远优于国外同类产品。
该系列数字工业相机可广泛应用于*尺寸测量、颜色分析、二值化数据、位移测量、印刷监控、产品在线检测、 OCR和条码识别等工业领域。

1.相机技术参数
相机型号 TDC-5000LM
像元个数 5000
像素尺寸和间距(µm) 7 x 7x 7
分辨率采样精度(bit) 16位
扫描一帧时间 5ms
图像颜色 黑白
动态范围 400--800
信 噪 比 68dB
驱动频率 1M
供电电源 +12V/1A直流电源
镜头接口 FC卡口
通讯距离 3m，加延长线可拓展
2.上位机处理软件界面
3、线阵CCD相机成像换算

利用线阵CCD进行目标尺寸（含大小、高度、宽度、厚度、直径等技术指标）测量是当前*非接触测量以及计量检测领域中广泛应用的技术手段之一，如对光纤光缆生产过程中的直径测量与控制、电缆直径测量与控制、在线产钢长度测量、纱线粗细测量、*尺寸测量等等。本文以测量被测件的尺寸为例子（大小、高度、宽度、厚度、直径等指标的测量与此类同），详细介绍如何根据测量所需要的各项技术指标，如要求被测精度、被测件的尺寸范围（****值与****小值之差）、被测目标离镜头的距离等要求下，如何计算线阵CCD的安装位置、如何选取镜头（焦距、孔径等）、如何选取线阵CCD及其测量控制系统等等。以下主要介绍脉冲计数法，其测量精度为一个像元。如果要求更*的测量，请参考武汉方寸公司参考资料－“线阵CCD尺寸测量（衍射法）”一文。
尺寸测量的基本原理下图所示，被测物件通过透镜后成像在CCD靶面上。
 
u-物距，v-像距，f-焦距， n-像元数，p-像元间距，L－被测目标长度
根据成像公式：
             （1）
            （2）
式（1）中 为透镜焦距；
式（2）中 为透镜放大倍率， 为线阵CCD像元大小。
由式（1）和式（2）可以解得被测件的尺寸大小 :
    （3）
    当 时，式（3）可变为：
      （4）
由式（4）可以看出，由于 在测量系统经过设计后已经确定，即为已知，****后被测件的尺寸大小实际上变为被测件经过成像系统在线阵CCD靶面上的影像所在像元的多少，即 的大小。只有确定了被测件影像的两个边缘即可算出 ，由此CCD尺寸测量问题转换为被测件影像边缘的识别和确定。
举例如下：
（1）根据镜头焦距、目标距离和线阵CCD占据像元个数来测算目标尺寸大小
设透镜焦距为50mm，被测件离透镜2米，线阵CCD像元大小为7um，即f=50mm，u=2000mm，p=0.007mm，若n=4000个像元。
根据式（1）可算出，像距v为：
 mm
即线阵CCD离镜头焦距外1.28mm。
根据式（4）可算出，被测件尺寸大小为：
 mm。
即可测量目标的尺寸大小1.12米。
由于采用脉冲计数法，线阵CCD的测量精度为1个像元，根据式（4）可算出，被测件的测量分辨率为：
 mm，即约为0.3mm。
（2）根据镜头焦距、目标距离和线阵CCD测量****范围来确定被测件的****测量范围
设透镜焦距为50mm，线阵CCD像元大小为7um，可占用像元个数****为4000个像元，即f=50mm，p=0.007mm，n=4000，下面根据被测件离透镜的距离远近分别为05米、1米、2米、5米、10米来分别计算线阵CCD离透镜的距离以及本测件尺寸的****值
●被测件离透镜0.1米距离，即u=100mm
根据式（4）可算出，被测件尺寸****值为：
 mm
被测件的测量分辨率为：
 mm，即约为14um，此可理解为测量精度指标，以下同。
线阵CCD离透镜中心的距离：
 mm，此项指标可用于微调镜头螺丝口与线阵CCD感光面的距离。
●被测件离透镜0.5米距离，即u=500mm
根据式（4）可算出，被测件尺寸****值为：
 mm
被测件的测量分辨率为：
 mm，即约为70um。此可理解为测量精度指标，以下同。
线阵CCD离透镜中心的距离：
 mm，此项指标可用于微调镜头螺丝口与线阵CCD感光面的距离，如下图所示，即线阵CCD感光面安放在离镜头1倍焦距外5.56mm处，以下同。
 

●被测件离透镜1米距离，即u=1000mm
根据式（4）可算出，被测件尺寸****值为：
 mm
被测件的测量分辨率为：
 mm。
线阵CCD离透镜中心的距离：
 mm。
●被测件离透镜5米距离，即u=5000mm
根据式（4）可算出，被测件尺寸****值为：
 mm
被测件的测量分辨率为：
 mm。
线阵CCD离透镜中心的距离：
 mm。
●被测件离透镜10米距离，即u=10000mm
根据式（4）可算出，被测件尺寸****值为：
 mm
被测件的测量分辨率为：
 mm。
线阵CCD离透镜中心的距离：
 mm。