CCD应用技术综合实验-计量技术实验教学中心.PPT

CCD应用技术综合实验 提纲 实验的意义 一.实验目的 二.实验基础理论 三.仪器介绍 四.实验内容及要求 CCD应用技术综合实验的意义 CCD应用技术综合实验该实验项目包含CCD原理及驱动、CCD特性测量、CCD的A／D数据采集、CCD输出信号的二值化、CCD物体角度、尺寸、振动、颜色识别、图像扫描等10个实验。学生可针对性地选择其中部分实验内容。该实验是光、机、电、算一体化实验。该实验内容分原理介绍、动手实验、撰写实验报告三部分。学生通过该实验的进行可综合地了解CCD应用的工作原理，掌握使用CCD进行测量的各种方法，提高综合分析能力和动手能力。 一.实验目的 二.线阵CCD（TCD2252D ）的基本工作原理 二.线阵CCD（TCD2252D ）的基本工作原理 三.仪器介绍: 三.仪器介绍: 三.实验内容及要求 三.实验内容及要求 1、线阵CCD原理及驱动 2、线阵CCD特性测量实验 3、线阵CCD输出信号的二值化 4、利用线阵CCD进行物体角度的测量 5、利用线阵CCD测量物体尺寸 6、利用线阵CCD进行图像扫描 1、线阵CCD原理及驱动 一、实验目的： ① 掌握本实验仪的基本操作和功能； ② 掌握用双踪迹示波器观测二相线阵CCD驱动脉冲的频率、幅度、周期和各路驱动脉冲之间的相位关系等的测量方法； ③ 线阵CCD驱动脉冲的时序和相位关系观测，掌握二相线阵CCD的基本工作原理，尤其是复位脉冲CCD输出电路中的作用；转移脉冲与驱动脉冲间的相位关系，掌握电荷转移的过程。 1、线阵CCD原理及驱动 1、线阵CCD原理及驱动 三、实验内容及操作要点 1、实验预备（详见讲义） 2、驱动脉冲相位的测量 （详见讲义） 3、驱动频率和积分时间测量 ① 用示波器分别测量4档驱动频率下F1、F2、RS信号的周期，并计算信号频率填入表1-1； 1、线阵CCD原理及驱动 1、线阵CCD原理及驱动 四、思考题： 1、说明RS脉冲、SP脉冲和CP脉冲的作用，输出信号与F1、F2周期的关系； 2、解释为何在同样的光源亮度下会出现UR、UG、UB信号的幅度差异。 2、线阵CCD特性测量实验 一、实验目的： 通过对典型线阵CCD在不同驱动频率和不同积分时间下的输出信号测量，进一步掌握线阵CCD的有关特性，加深对积分时间的意义的掌握，以及驱动频率和积分时间对CCD输出信号的影响。理解线阵CCD器件的“溢出”效应。 2、线阵CCD特性测量实验 2、线阵CCD特性测量实验 2、线阵CCD特性测量实验 2．积分时间与输出信号测量 ① 保持实验仪其他设置不变，只将实验仪驱动频率设置恢复为“0”档，并确认积分时间设置处于“00”档； ② 用CH1探头测量FC脉冲，调节示波器使之同步稳定，并至少显示两个周期。用CH2探头测量Uo信号； ③ 调节积分时间设置按钮逐步增加积分时间，测出输出信号Uo的幅度(VH是高电平，VL是低电平)添入表2-1。表2-1添满后，以积分时间为横坐标，以输出信号Uo为纵坐标画输出特性曲线，观察CCD的输出信号与积分时间的关系。 ④ 驱动频率（即调节驱动频率设置按钮，从“0”至“3”），重复上述实验，观测波形变化情况并做相应记录； 2、线阵CCD特性测量实验 2、线阵CCD特性测量实验 3、线阵CCD输出信号的二值化 一、实验目的： 通过本实验进一步掌握线阵CCD的输出特性，了解运用线阵CCD进行物体尺寸和位置测量的基本方法。近一步掌握CCD积分时间对物体尺寸和位置测量的影响。 3、线阵CCD输出信号的二值化 3、线阵CCD输出信号的二值化 3、线阵CCD输出信号的二值化 三、实验仪器 ① 双踪迹同步示波器（带宽50MHz以上）一台； ② 彩色线阵CCD多功能实验仪YHLCCD－IV一台。 3、线阵CCD输出信号的二值化 三、实验内容 ① 观测二值化处理过程中CCD的输出信号； ② 在进行二值化阈值电平调整的过程中，观察阈值电平的调整对输出信号宽度的影响； ③ 标定光学放大倍率； ④ 进行被测图形尺寸的测量； ⑤ 通过改变有关参数，观察对测量值的影响，分析影响物体尺寸测量的因素。 3、线阵CCD输出信号的二值化 四、 实验数据及数据处理 1、光学放大倍率β的测量 3、线阵CCD输出信号的二值化 3、线阵CCD输出信号的二值化 4、利用线阵CCD进行物体角度的测量 一、实验目的 学习利用线阵CCD测量被测物体角度的基本原理和方法 4、利用线阵CCD进行物体角度的测量 二、实验仪器 ① 彩色线阵CCD多功能实验