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CCD摄像机测量结果分析及应用

【摘要】:CCD摄像机对FTS的光能量采样公式是未经归一的光强公式,因此原始测量公式为测量时,CCD摄像机同时对I0、Ixn、Iym和xf、yf进行采样,经量化后输入微型计算机进行数据处理,最后显示测量结果ax、Tx、dx和ay、Ty、dy。此外,通用测量还需考虑不同被测对象之间的测量灵敏度、线性度和线性区间的一致性。图 4图 5图 6图6和图7给出了每毫米11线、14线粗光栅和150目金属丝网在无温控环境下的测量结果。

CCD摄像机对FTS的光能量采样公式是未经归一的光强公式,因此原始测量公式为

测量时,CCD摄像机同时对I0IxnIymxfyf进行采样,经量化后输入微型计算机进行数据处理,最后显示测量结果axTxdxayTydy。整个测量过程由微型计算机控制并连续进行。

FTS采样点的选择与灵敏度、线性度和线性区间对称性等的要求有关。不同级频谱点上述指标不同,它们与被测物体结构有关。图4和图5分别为Q等于0.5和0.61的灵敏度、线性度和线性区间对称性曲线。由此可见,Q为0.5时,FTS各级频谱点灵敏度较低,频谱点阶数越高,灵敏度越高,线性度越小。当专用于在线监测时,可选用频谱点综合参数较好的高阶点作为采样监测点,在理论频谱点位置上对频谱的变化情况进行监测采样,用以测量被测物体在理论值附近的变化情况。此外,通用测量还需考虑不同被测对象之间的测量灵敏度、线性度和线性区间的一致性。

图 4

图 5

图 6

图6和图7给出了每毫米11线、14线粗光栅和150目金属丝网在无温控环境下的测量结果。测量选择FTS的零级和±1级频谱点为采样点,光源采用3mW He-Ne激光器电源为稳流型。结果表明,T越小,被测量的测量精度越高。FTS的光能量测量精度低于它的坐标测量精度,其主要原因是光源的功率漂移,CCD摄像机的光电转换非线性电气噪声的影响。图8为xf=λF/Tx曲线,由式(17)、式(18)可知,当光学系统参数确定后,xfyf的测量精度与TxTy的测量精度成反比关系。当被测量T小于某一特定值T0时,T测量算术平均值的标准差小于xf标准误差;当T=T0时,T测量算术平均值的标准差等于xf的标准误差;当TT0时,T测量算术平均值的标准差则将大于xf的标准误差。F不同,T0值也不同。