В видеоизмерительных системах (ВИИС) выбор и использование калибровочных стандартов напрямую влияют на точность измерений и долговременную стабильность. Стеклянные шкалы и шкалы-решётки — два распространённых калибровочных элемента. Хотя оба типа служат для установки эталонов длины и коррекции системных ошибок, они существенно различаются по конструкции, принципу работы, сценариям применения и требованиям к обслуживанию. В данной статье эти различия подробно анализируются, включая технические характеристики, области применения, содержание калибровки, обслуживание и типичные примеры использования.
1. Различия в применении
Стеклянные весы и решетчатые весы ориентированы на различные измерения:
Стеклянная шкала: используется в основном для пиксельной калибровки и двумерной геометрической калибровки, подходит для визуальной калибровки и проверки равномерности поля зрения (FOV). Высококонтрастные протравленные линии обеспечивают коррекцию изображения с точностью до субпикселя.
Дифракционная шкала: в основном используется для обеспечения линейной точности платформы и повторяемости при больших перемещениях, идеально подходит для компенсации погрешностей механического стола и вертикальных перемещений с большим ходом. Периодические линии обеспечивают точное измерение линейных перемещений, гарантируя точное позиционирование при больших перемещениях.
Пример: Если на измерительном столике размером 100×100 мм требуется проверка линейной точности ±2 мкм, шкала-дифракционная шкала обеспечит более высокую точность и стабильность. Для калибровки искажений объектива, размера пикселя или равномерности поля зрения стеклянная шкала обеспечивает более точную оптическую привязку.
2. Содержание калибровки
Калибровка пикселей
Определяет физический размер пикселей:
Стеклянная шкала: используется для локального измерения размера пикселя.
Масштабная решетка: используется для проверки согласованности пикселей на больших площадях.
Геометрическая калибровка
Компенсирует аберрации и искажения объектива:
Glass Scale: равномерные линии травления позволяют создавать модели искажений
Масштаб решетки: не подходит для анализа искажений; в основном используется для коррекции линейных смещений.
Проверка линейности и повторяемости платформы
Создает таблицы компенсации линейной погрешности для повышения точности позиционирования на больших расстояниях:
Масштабная решетка: стабильные периодические линии, подходящие для сбора данных о смещении в различных положениях
3. Требования к обслуживанию и использованию
1. Чистка и обслуживание
Для очистки стеклянных поверхностей используйте безворсовую ткань и безводный спирт.
Избегайте контакта весов с сильными растворителями и твердыми предметами.
Не продувать сжатым воздухом напрямую.
2. Хранение
Хранить в среде с постоянной температурой, чтобы предотвратить тепловое расширение/сжатие.
Используйте ударопрочные контейнеры
Избегайте прямых солнечных лучей и воздействия ультрафиолета.
3. Заметки по использованию
Перед измерением убедитесь, что калибровочный стандарт и оборудование имеют одинаковую температуру.
Используйте приспособления или ступени для обеспечения устойчивости положения
Избегайте наклона или смещения, чтобы предотвратить искажение изображения.
4. Типичные примеры применения
Пример 1: Калибровка 2D-плоскости с 5-кратным объективом
Используйте стеклянную шкалу для калибровки пикселей и коррекции искажений поля зрения.
Подходит для печатных плат, деталей прецизионной штамповки и компонентов мобильных устройств.
Пример 2: Линейная компенсация на 300-мм столике XYZ
Используйте шкалу решетки для измерения нескольких позиций на сцене.
Создать таблицу компенсации ошибок
Подходит для прецизионных приспособлений, носителей полупроводников и металлических деталей для высокоточных измерений с большим перемещением
5. Заключение
Стеклянные шкалы и решетчатые шкалы выполняют различные функции в видеоизмерительных системах:
Стеклянная шкала: оптическая калибровка, обеспечивает коррекцию размера пикселя и искажений
Масштабная шкала: механическая калибровка смещения, обеспечивает линейную точность и повторяемость перемещений на больших расстояниях
В практических инженерных приложениях сочетание этих двух факторов обеспечивает комплексную оптическую и механическую точность. Правильный выбор и поддержание калибровочных стандартов являются ключом к обеспечению долгосрочной стабильности и надежности системы.