使用上下线阵三角激光测距测头在快速抖动板或膜测厚时的问题

发布时间:2018-01-22

使用上下线阵三角激光测头在快速抖动板或膜测厚时的问题:

线阵测头的输出值是一段时间的测量结果的平均值。在动态测厚过程中,激光焦点在被测物表面扫描,由于激光散斑的原因,表面反射光强存在剧烈的起伏,导致一些采样点的信号强度过低,成为无效数据而剔除,若单测头每次平均需m个数据,之间会剔除n个数据,则需要增加测n个数据,数据量为m+n个,这可形象地用下图表示。

由于上下表面的数据是独立的,因此,上下表面数据序列中被剔除的数据也是独立的(见上图中的一个箭头表示一个剔除数据)。如果物体不动或高度不变,则剔除数据的位置没有什么影响,但当物体抖动量较大时,被剔除数据的位置对平均值的影响将立刻显现出来,例如当表面上升时(下图)

剔除数据的位置靠前则m个数据的平均值偏大,反之则偏小。

由于上下两个测头内部对剔除数据的操作是独立的,无法进行协调,因此,物体抖动必然导致厚度测量结果的较大起伏!这种误差的统计估计如下:

由上图可知,两个测头的数据错位范围为(-n,+n),处于各种错位情形的概率均等,则由概率论知,均方差为个数据,若物体移动速度为V,单次采样时间为T,则造成的上下两测头的厚度测量的概率误差为例如,若v=10mm/s T=10ms n=2 则e=0.115mm!若上下测头组合仪取p个数平均,则厚度误差均方差下降为,若p=20,则e=0.026mm!对于高精度测量仍然是无法容忍的!

由于激光散斑是无法消除的,因此,被测物速度越大,误差越大,因此原理上,上下独立测头不适宜抖动物体的测厚!

 

 

而我们的单镜头面阵ccd测厚仪,由于是上下光斑同时测量,若出现上下任一光斑太暗,则该组上下光斑数据作废,保证了用于厚度数据的上下光斑的一一对应性!从原理上避免了以上误差。

 

 

上一篇:在线动态非接触高精度激光测厚系统...
下一篇:关于对干簧管的认识