光均匀性对光学测量精度的影响

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JATEN

发布
Aug 29 2025
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我在精密光学测量领域工作了二十多年,深知照明条件对视频测量机 (VMM) 的重要性。VMM 可以捕捉工件图像并提取尺寸和形状信息,以实现精确测量。然而,即使是高精度光学系统,如果照明设计不当,也会产生测量误差。

相机采集的灰度值直接反映工件表面亮度。低光照会增加图像噪点,可能使边缘模糊不清,而高光照则可能导致图像饱和,从而丢失边缘细节。更重要的是,光照不均匀会产生局部高光或阴影,影响边缘检测,导致错误识别或遗漏边缘。

在早期项目中,光照不均匀常常导致边缘检测不稳定。例如,在测量一批塑料齿轮时,齿轮顶部的轻微反光被误认为是边缘,而齿谷却不清晰,导致测量值偏差超过0.02毫米。对于精密机械零件,此类偏差会直接影响装配质量。多年的经验告诉我,这个问题不仅与光学精度有关,还与照明布局密切相关。

为了提高测量稳定性,我建议使用均匀且可控的照明,例如环形LED背光、同轴照明或斜射照明组合。对于透明或半透明工件,漫射照明或双照明可以减少眩光和阴影。适当调整照明角度和强度可以显著提高图像清晰度和边缘识别的可靠性。

此外,亮度调整也至关重要。灰度平衡和背景补偿可以稳定局部亮度差异,减轻不均匀照明的影响。在电子元件测量中,我发现这些方法即使在变化的照明条件下也能提供可靠的结果。

材料特性也会影响照明效果。光滑、反光或透明的表面容易产生眩光,而带纹理的表面则可能产生阴影。结合光学设计、照明方案和材料特性是保持测量精度的关键。例如,在玻璃镜片轮廓测量中,添加同轴光并调整角度可以有效减少照明引起的干扰。

总而言之,照明强度和均匀性对于光学测量精度至关重要。凭借二十多年的行业经验,我相信在复杂条件下获得稳定精确的结果需要精心的照明设计、亮度调节以及对工件材质的考量。协调这些因素才能确保测量的可靠性和一致性。

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JATEN

快速成型和快速制造专家

专门从事数控加工、3D 打印、聚氨酯铸造、快速模具、注塑成型、金属铸造、金属板和挤压。

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