影像測(cè)量?jī)x誤差是如何產(chǎn)生的？

      影像測(cè)量?jī)x是近十年來發(fā)展*為快速的幾何光學(xué)測(cè)量?jī)x，它是一種基于光學(xué)投影原理，結(jié)合應(yīng)用現(xiàn)代光電技術(shù)和計(jì)算機(jī)處理技術(shù)，完成對(duì)試件邊緣輪廓金相瞄準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)度尺寸測(cè)量的二維平面坐標(biāo)位置測(cè)量?jī)x。該儀器能高效地檢測(cè)各種形狀復(fù)雜工件的輪廓和表面形狀尺寸、角度及位置，特別是精密零部件的微觀檢測(cè)與質(zhì)量控制。適用于產(chǎn)品開發(fā)、逆向工程、品質(zhì)檢測(cè)等領(lǐng)域。比起傳統(tǒng)的萬能工具顯微鏡和投影儀，在硬件上增加了CCD攝像傳感器、數(shù)顯化光柵位置輸出裝置及自動(dòng)定位伺服控制系統(tǒng)，在測(cè)量或軟件功能上，具有自動(dòng)對(duì)焦、自動(dòng)瞄準(zhǔn)及各種復(fù)雜自動(dòng)計(jì)算處理特點(diǎn)。電子和圖像處理技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該，為影像測(cè)量?jī)x的多功能、高精度和自動(dòng)化程度提供了關(guān)鍵的技術(shù)支撐作用。應(yīng)用于工程現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的影像測(cè)量?jī)x，通常其分辨率為0.001mm，測(cè)量不確定一般為（3+L/200）um左右，其中L為測(cè)量長(zhǎng)度（mm）。應(yīng)用于精密計(jì)量、量值傳遞等高精度測(cè)量領(lǐng)域的影像測(cè)量?jī)x，測(cè)量不確定度一般優(yōu)于（1.0+L/300）um。

1.影像測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)組成及光學(xué)原理特點(diǎn)

      影像測(cè)量?jī)x一般由機(jī)械、照明、測(cè)長(zhǎng)、圖像采集、計(jì)算機(jī)和測(cè)量軟件等六部分組成。
影像測(cè)量?jī)x的光學(xué)原理與普通投影儀很類似，區(qū)別在于影像前者被測(cè)件的輪廓影像被CCD傳感器接收并由計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像采集和處理，后者則直接把影像投射到投射觀測(cè)屏，輪廓對(duì)準(zhǔn)有操作者的人眼完成，因而導(dǎo)致兩者測(cè)量精度和自動(dòng)化程度相差很大。影像測(cè)量?jī)x一般具有較大的測(cè)量范圍，通常配備有（0.7-4.5X）的變焦物鏡，照明光源除了常見的底光和頂光外，還有環(huán)形照明光，適合于底光和頂光都不能有效照明時(shí)應(yīng)用。

2.影像測(cè)量?jī)x的誤差來源
     
     在影像測(cè)量?jī)x上的測(cè)量均是單軸或二維平面坐標(biāo)的測(cè)量，測(cè)量時(shí)先對(duì)焦，后對(duì)準(zhǔn)，在讀數(shù)（計(jì)數(shù)），**計(jì)算處理。讀數(shù)來自于標(biāo)尺即光柵系統(tǒng)，對(duì)焦對(duì)準(zhǔn)依靠顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)，還有一個(gè)直接影響測(cè)量效果和精度的照明光源，因?yàn)?，基于影像方法測(cè)量的儀器，如果被測(cè)件不能被有效正確的照明，則測(cè)量的結(jié)果顯然要偏離其真實(shí)尺寸。除前述因素外，環(huán)境條件也是制約測(cè)量精度不可忽視的因素?；谏鲜龇治觯梢詺w納一下幾個(gè)方面的誤差來源。

1）光柵計(jì)數(shù)尺的誤差；
2）工作臺(tái)移動(dòng)時(shí)存在的直線度、角擺帶來的誤差；
3）工作臺(tái)兩測(cè)量軸垂直度帶了的誤差；
4）顯微鏡光軸與工作臺(tái)不垂直帶了的誤差；
5）測(cè)量室溫度帶來的誤差；
6）光源照明條件的變化帶來的對(duì)焦和對(duì)準(zhǔn)誤差。

在這幾種因素中，前四項(xiàng)誤差，是硬件誤差，在儀器制造過程中已經(jīng)形成并固定下來，一般無法改變，溫度影響帶來的誤差，必須通過控制測(cè)量室的溫度和等溫過程來減小其影響。

**一項(xiàng)則常被忽視，而在實(shí)際測(cè)量中，當(dāng)光源照明條件改變時(shí)，直接影響被測(cè)工件的照明效果和影像質(zhì)量，主要是因?yàn)橛跋駵y(cè)量?jī)x的圖像是通過CCD接收，盡管CCD具有自動(dòng)調(diào)節(jié)增益的功能，但當(dāng)亮度過大時(shí)即失去調(diào)節(jié)功能，導(dǎo)致被測(cè)工件影像在縮小，當(dāng)亮度過低時(shí)，工件影像反而變大。

這種影響，對(duì)于測(cè)量具有重復(fù)圖形結(jié)構(gòu)之間的間距時(shí)，只要整個(gè)測(cè)量過程中照明條件保持不變，其影響可以忽略，因?yàn)槊總€(gè)重復(fù)圖形結(jié)構(gòu)都同時(shí)在變大或者變小，間距的測(cè)量計(jì)算直接消除了影像變形的影響，如測(cè)量玻璃尺、網(wǎng)格板刻線間距；除了這種特殊情形外，如測(cè)量圓的直徑、工件的長(zhǎng)度和寬度，都將帶來明顯的誤差。