专利名称：线阵ccd多功能开发应用实验仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种实验设备。特别是涉及一种能够通过实验对各种线阵CCD传感 器进行更加充分的认识，开拓设计思路，预先感知设计过程中的一些关键技术的线阵CCD 多功能开发应用实验仪。
背景技术：
目前，世界性的科技进步使光电技术特别是以CCD为代表的图像传感器应用技术得 到飞速发展，需要培养更多具有光、机、电、算全面发展的高技能工程技术人才来满足各行各业科技进步的需要，为更广泛的"机tr'安装"眼睛与大脑"，使机器设备能够获取更多的信息，更聪明地完成复杂与尖端的工作。线阵CCD图像传感器是工业非接触 检测技术领域应用非常广泛，非常活跃与发展前景极其美妙的视觉传感器之一，它能够 获取与感知各种尺寸、位置、运动、光谱、图像等信息，便于将所获得的信息送入电脑， 形成各种识别与控制信号，代替人工忠诚、不疲倦地完成工作。它的测量精确度高，控 制的准确率可靠，并且能在任何恶劣的环境与人所无法到达的地方忠实地完成各项工作， 成为机器视觉中的重要传感器。发明内容本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种能够通过实验对各种线阵CCD传感器 进行更加充分的认识，开拓设计思路，预先感知设计过程中的一些关键技术的线阵CCD 多功能开发应用实验仪。本实用新型所采用的技术方案是 一种线阵CCD多功能开发应用实验仪，包括有上 部壳体和位于上部壳体的下部并与其形成阶梯形结构的下部壳体，所述的上部壳体内部 的底端面设为测量系统工作台，在测量系统工作台的一端设置有线阵CCD传感器和与其 相连的光学成像物镜，另一端设置有与光学成像物镜对应的远心照明光源，在光学成像 物镜和远心照明光源之间还设置有用于安装被测物的固定结构，在上部壳体位于远心照 明光源一侧的侧壁上开设有扩展光学信息输入窗口；所述的下部壳体内，设置有多功能 开发板，在下部壳体的上端面上设置有现场可编程逻辑开发与扩展电路板和与其相连的 输入、输出I/0端口，以及与下部壳体相连的CCD驱动脉冲测试端，在下部壳体位于多 功能开发板一侧的侧壁上设置有外接黑白线阵CCD相机接口和USB接口，所述的黑白线 阵CCD相机接口与多功能开发板相连接，多功能开发板还与USB接口相连。所述的多功能开发板包括有具有驱动器、控制器和逻辑脉冲发生器功能的现场可编 程逻辑器件，所述的现场可编程逻辑器件的驱动器和逻辑脉冲发生器相互连通，其中，驱动器与线阵CCD传感器及下部壳体上的外接黑白线阵CCD相机接口相连接，线阵CCD 传感器还与A/D转换器连接，逻辑脉冲发生器分别与A/D转换器、存储器、USB总线收发 器相连接，所述的存储器还分别连接A/D转换器和USB总线收发器，而USB总线收发器 还通过设置在下部壳体上的USB接口与计算机系统相连接，USB总线收发器还与现场可编 程逻辑器件的控制器相连接，而现场可编程逻辑器件的控制器的控制器分别连接远心照 明光源控制器、扫描光源控制器、驱动电机转换与开关。所述的设置于光学成像物镜和远心照明光源之间的用于安装被测物的固定结构，包 括有位于下部壳体内的产生正弦规律运动装置和与产生正弦规律运动装置相连接并且贯 穿测量系统工作台位于光学成像物镜和远心照明光源之间的被测物体挟持机构。所述的设置于光学成像物镜和远心照明光源之间的用于安装被测物的固定结构，包 括有位于下部壳体内的产生正弦规律运动装置和与产生正弦规律运动装置相连接并且贯 穿测量系统工作台位于光学成像物镜和远心照明光源之间的被测杆件。本实用新型所采用的另一技术方案是 一种线阵CCD多功能开发应用实验仪，包括 有上部壳体和位于上部壳体的下部并与其形成阶梯形结构的下部壳体，所述的上部壳体 内部的底端面设为测量系统工作台，在测量系统工作台上依次设置有线阵CCD传感器和 与其相连的光学成像物镜、扫描照明光源、扫描滚筒成像装置，在上部壳体位于扫描滚 筒成像装置一侧的侧壁上开设有扩展光学信息输入窗口；所述的下部壳体内，设置有多 功能开发板，在下部壳体的上端面上设置有现场可编程逻辑开发与扩展电路板和与其相 连的输入、输出I/0端口，以及与下部壳体相连的CCD驱动脉冲测试端，在下部壳体位 于多功能开发板一侧的侧壁上设置有外接黑白线阵CCD相机接口和USB接口，所述的黑 白线阵CCD相机接口与多功能开发板相连接，多功能开发板10还与USB接口 17相连。本实用新型的线阵CCD多功能开发应用实验仪，能够使学生使通过实验具有更加广 泛的知识面，更强的信息获得手段和动手能力，以便在今后的创新设计增强创新思路。 企业还可以通过"线阵CCD多功能开发设计装置"所提供的软、硬件平台对各种线阵CCD 传感器进行更加充分的认识，开拓设计思路，预先感知设计过程中的一些关键技术为实 际设计提供更为充实的实践技术资料，縮短创新设计的开发周期。利用本实用新型的装置能够进行下面开发性设计试验1、 对实际物体的外形尺寸的非接触测量试验，通过该试验，掌握非接触测量物体外 形尺寸的原理，比较几种边界信息提取方法的优缺点；2、 利用彩色线阵CCD传感器对实际物体或图片进行扫描成像的试验，找到图像扫描 试验过程中速度匹配问题、色彩信息分析与色彩还原等问题进行综合研究，对开发图像 扫描方向的课题提供有力的软、硬件试验平台；3、 利用线阵CCD传感器对实际物体的振动进行非接触测量试验，找到测量物体振动 的振幅、频率与相位等参数的方法、规律与关键技术，尤其是找出影响参数测量精度的 要素；4、 利用彩色线阵CCD传感器测量物体倾斜角度的试验，探索为什么能用彩色线阵 CCD传感器测量物体的倾斜角度，找到影响角度测量精度的因素，怎样设计与开发测量倾 斜角度的测量仪器；5、 对彩色线阵CCD传感器的输出信号进行A/D数据采集的试验，进一步认识彩色线 阵CCD的输出信号的特征，输出信号与CCD传感器工作脉冲间的时间与相位关系，A/D 转换的特点和数据读写等关键问题，对利用彩色线阵CCD传感器开发创新设计提供依据。
图1是本实用新型的整体结构示意图；图2是图1中多功能开发板的电路原理框图；图3是应用本实用新型进行尺寸与振动测量开发设计的装置的结构示意图； 图4是应用本实用新型进行尺寸与振动测量的原理方框图； 图5是应用本实用新型测量物体倾斜角度的结构示意图； 图6是测量物体倾斜角度的原理图；图7是应用本实用新型对图像进行扫描的结构示意图；图8是产生正弦振动的结构原理图；图9是扫描滚筒成像装置的结构示意图。其中1:线阵CCD传感器2:光学成像物镜3:挟持机构4:扫描滚筒成像装置5:产生正弦规律运动装置6:扫描照明光源7:远心照明光源8:测量系统工作台9:CCD驱动脉冲测试端10:多功能开发板11:现场可编程逻辑开发与扩展电路板12:输入、输出1/0竭13:黑白线阵CCD相机接口14:上部壳体15:下部壳体16:扩展光学信息输入窗口17:USB接口20:驱动器21:A/D转换器22:存储器23:控制器24:逻辑脉冲发生器25:USB总线收发器26:计算机系统27:远心照明光源控制器28:扫描光源控制器29:驱动电机转换与开关31:干件32:圆盘的几何中心33:圆盘34:电机转轴36:一条光敏单元阵列37:另一条光敏单元阵列38:被测物体640:底座 41:转轴42:轴承 43:滚筒支架44:滚筒 45:滚筒拆卸紧固螺钉46:电机连接轴 47:电机支架48:电机具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型的线阵CCD多功能开发应用实验仪做出详细说明。结合图1所示，本实用新型的线阵CCD多功能开发应用实验仪，包括有上部壳体14 和位于上部壳体14的下部并与其形成阶梯形结构的下部壳体15，所述的上部壳体14内 部的底端面设为测量系统工作台8，在测量系统工作台8的一端设置有线阵CCD传感器1 和与其相连的光学成像物镜2，另一端设置有与光学成像物镜2对应的远心照明光源7， 在光学成像物镜2和远心照明光源7之间还设置有用于安装被测物的固定结构，在上部 壳体14位于远心照明光源7 —侧的侧壁上开设有扩展光学信息输入窗口 16;所述的下部 壳体15内，设置有多功能开发板IO，在下部壳体15的上端面上设置有现场可编程逻辑 开发与扩展电路板11和与其相连的输入、输出1/0端口 12，以及与下部壳体15相连的 CCD驱动脉冲测试端9，在下部壳体15位于多功能开发板10 —侧的侧壁上设置有外接黑 白线阵CCD相机接口 13和USB接口 17，所述的黑白线阵CCD相机接口 13与多功能开发 板10的驱动器相连接，在外部，通过它给外接黑白线阵CCD相机提供工作脉冲和电源并 且将外接黑白线阵CCD相机的输出信号送回到多功能开发板10，多功能开发板10与USB 总线收发器25相连接，USB总线收发器25还与USB接口 17相连。在图1中所示的挟持机构3、产生正弦规律运动装置5构成了用于安装被测物的固 定结构。上述的彩色线阵CCD传感器1可选用东芝公司的彩色线阵CCD器件TCD2252D或其他 彩色线阵CCD器件；光学成像物镜2可选用50mm焦距的成像物镜，也可以选用其他焦距 的照相物镜。如图2所示，所述的多功能开发板10包括有具有驱动器20、控制器23和逻辑脉冲 发生器24功能的现场可编程逻辑器件(CPLD)，所述的现场可编程逻辑器件的驱动器20 和逻辑脉冲发生器24相互连通，其中，驱动器20与线阵CCD传感器1相连接，及下部 壳体15上的外接黑白线阵CCD相机接口 13相连接，线阵CCD传感器1还与A/D转换器 21连接，逻辑脉冲发生器24分别与A/D转换器21、存储器22、 USB总线收发器25相连 接，所述的存储器22还分别连接A/D转换器21和USB总线收发器25，而USB总线收发 器25还通过设置在下部壳体15上的USB接口 17与计算机系统26相连接，USB总线收发 器25还与现场可编程逻辑器件的控制器23相连接，而现场可编程逻辑器件的控制器的控制器23分别连接远心照明光源控制器27、扫描光源控制器28、驱动电机转换与开关 29，远心照明光源控制器27、扫描光源控制器28、以及驱动电机转换与开关29均为电 子开关电路控制的固体继电器。USB总线收发器25以两个双排接插件的方式安装在多功 能开发板10上，它的输入与输出信号线通过安装在侧面板上的USB接口 17相连接。
上述的驱动器20、控制器23和逻辑脉冲发生器24均由现场可编程逻辑器件(CPLD)— EPM7128STC通过Quartus II软件编程产生。驱动彩色线阵CCD工作所需要的各种工作脉 冲形成驱动器20;控制器(控制功能器)23控制远心照明光源控制器27、扫描光源控制 器28、以及驱动电机转换与开关29工作，远心照明光源控制器27、扫描光源控制器28、 以及驱动电机转换与开关29均为电子开关电路控制的固体继电器；按一定的逻辑程序工 作的脉冲发生器(即逻辑脉冲发生器)24管理A/D转换器21、存储器22，逻辑脉冲发生 器24接收通过USB总线收发器接收到的计算机软件发来的命令进行系统工作完成各种测 量工作。
计算机系统26发来启动命令后，USB总线收发器25接到启动命令后控制逻辑脉冲发 生器24，使它产生彩色线阵CCD器件1所需的各种驱动脉冲和各种同步控制脉冲，驱动 器20驱动脉冲送给彩色线阵CCD器件1使其工作并产生载有被测物体信息的信号送给A/D 转换器21，转换成数字信号后按像元排列顺序存于存储器22，当存储器存满彩色线阵CCD 的一行数据后，将通过USB总线收发器25反馈到计算机，通知它已样完成一行信息的采 集工作，以便计算机执行其他功能的工作。另外，通过USB总线收发器25将计算机软件 对多功能开发板上的控制器23进行操作，实现试验功能、显示内容与时间、CCD工作参 数、阈值等参数的设置，并完成对两种照明灯的切换、两种电机的选择与开关等控制。
本实用新型可以进行发下的各种实验-
如图3所示，若在图1中所述的设置于光学成像物镜2和远心照明光源7之间的用 于安装被测物的固定结构，是由位于下部壳体15内的产生正弦规律运动装置5和与产生 正弦规律运动装置5相连接并且贯穿测量系统工作台8位于光学成像物镜2和远心照明 光源7之间的被测物体挟持机构3构成时，则构成了测量实际物体外形尺寸的非接触试 验系统。
图3所示的测量实际物体外形尺寸的非接触试验系统的测量原理如图4所示，远心 照明光源7发出近似于"平行"的光束，被安装在光束内的被测物33在成像物镜2成像 到彩色线阵CCD器件1的光敏面上，它在驱动器的驱动作用下产生含有被测物体外形尺 寸信息的信号，将其送入A/D数据采集系统21被转换成数字信号，并按像敏单元的顺序 存入"多功能开发板10"上的存存器22中，再经过USB数据传输系统25送入计算机系 统26，在计算机软件的控制下将存于"多功能开发板10"内存储器22中的数字信号存 入计算机内存。软件操作存入内存的数字信号，比较相邻像元数值的变化率，找出变化 率最大处的起始像元，它便为物体的外形尺寸的边界像元，可以记为A，如此还可以找 到另外的边界像元，并将其记为"，两边界像元差值(A5-A0与像元尺寸Zo之积(A-AO厶为被测物体像的尺寸，再考虑光学系统的放大倍率^，便可计算出被测物体的外形尺 寸Z
(1)
开机后，执行尺寸测量软件，软件选择远心照明光源工作，再通过软件界面操作线 阵CCD的参数设置使观测到的信号波形满足测试要求，便可以执行测量软件获得上式(1) 的测量结果。
在上述非接触测量物体外形尺寸试验装置基础上，如图3所示利用彩色线阵CCD传 感器l、光学成像物镜2、远心照明光源7与挟持机构3 (需倾斜挟持被测物体)便构成 测量物体倾斜角度的试验系统。该试验是基于彩色线阵CCD由三条平行排列的光敏单元 阵列能获得如图6所示的用两条平行线测物体倾斜的原理图。图中两条平行的横线36、 37为彩色线阵CCD的任意两条光敏单元阵列，被测物体38中心在两条光敏单元阵列上所 成像的中心位置分别为A(与W，两条光敏单元阵列分离的距离为&则倾角"为
a = tg (3)
式中，^为光学系统的放大倍率。
显然，被物体垂直于彩色线阵CCD的光敏单元阵列，三个并行排列的光敏单元阵列 上所得到的物体前后边界值均相等，中心位置值也应该相等。若将物体以一定的倾斜角 度"安装在挟持机构3上，贝l」，由于物体的倾斜，三个并行排列的光敏单元阵列所测得 的物体的边界值与中心位置值不相等，其差值与物体倾斜角度具有式(3)所示的函数关 系，测出差值便能测出物体的倾角。彩色线阵CCD传感器的任意两条光敏单元阵列均可 以用来测量物体倾斜的角度，但是，两平行光敏单元阵列的间隔越远对角度变化的敏感 度越高。所以，用两个分离且并行排列的线阵CCD传感器是可以获得更小角度与更高精 度的测量装置。
如图5所示，若在图1中所述的设置于光学成像物镜2和远心照明光源7之间的用 于安装被测物的固定结构，是由位于下部壳体15内的产生正弦规律运动装置5和与产生 正弦规律运动装置5相连接被测杆件3'构成，便形成了非接触测量物体振动实验系统。
其中的产生正弦规律运动装置5是由如图8所示的偏心轮机构33和驱动其旋转的电 机34构成，其中的电机与多功能开发板相连，并由驱动电机转换与开关29驱动。
图5所示的非接触测量物体振动实验系统的测量原理是开机，先调整好光学成像 物镜的光圈和焦距，再选择好CCD的参数，尤其确定好CCD的积分时间fc，它是振动测 量的时间坐标，最后执行非接触测量物体振动的软件，被测物体将在直流调速电机的驱 动下在远心照明光源的光束中按正弦规律运动(模拟物体的振动)，光学成像物镜将物体 每瞬间的位置都成像于线阵CCD传感器的像面上。或者说，被测物体的像将在线阵CCD 传感器像面上做正弦规律的运动，它输出的信号含有物体位置随时间变化的信息，将输出信号送入多功能开发板10，转换成数字信号后通过现场可编程逻辑开发与扩展电路板 11及USB端口 17送到计算机内存。计算机软件先将内存中的数据调出做二值化处理，找 出每个时间t。物体的中心位置，为横坐标，纵坐标为物体离开中心位置的距离(即中心 位置是时间t的函数K)，屏幕所画波形为该物体的振动波形K。由函数
《=1>丰+ ^) (2)
式中，r。为振幅，^为初位相，"为角频率它与频率/的关系为"=211/很容易计算出它 的振幅、位相和频率。
正弦规律运动装置5如图8所示，由于电机转轴34偏离转动圆盘33的几何中心32， 圆盘33将做偏心运动，它推动干件31上下振动，其轨迹为正弦。通过调整直流电机的 转速，可以调整物体真实振动的频率/，但是不能调整其振幅，当电机转速升到一定的速 度后，发现测出的振幅有所降低，说明线阵CCD传感器测量物体的振动达到了极限。因 此，利用该装置可以完成测量物体振动应用工作中所遇到的如何选用CCD及如何设置CCD 工作参数的问题。
如图7所示，本实用新型的线阵CCD多功能开发应用实验仪，还可以是如下结构 包括有上部壳体14和位于上部壳体14的下部并与其形成阶梯形结构的下部壳体15，所 述的上部壳体14内部的底端面设为测量系统工作台8，在测量系统工作台8上依次设置 有线阵CCD传感器1和与其相连的光学成像物镜2、扫描照明光源6、扫描滚筒成像装置 4，在上部壳体14位于扫描滚筒成像装置4 一侧的侧壁上开设有扩展光学信息输入窗口 16;所述的下部壳体15内，设置有多功能开发板IO，在下部壳体15的上端面上设置有 现场可编程逻辑开发与扩展电路板11和与其相连的输入、输出1/0端口 12，以及与下部 壳体15相连的CCD驱动脉冲测试端9，在下部壳体15位于多功能开发板10 —侧的侧壁 上设置有外接黑白线阵CCD相机接口 13和USB接口 17，所述的黑白线阵CCD相机接口 13与多功能开发板10的驱动器相连接，在外部，通过它给外接黑白线阵CCD相机提供工 作脉冲和电源并且将外接黑白线阵CCD相机的输出信号送回到多功能开发板10，多功能 开发板10与USB总线收发器25相连接，USB总线收发器25还与USB接口 17相连。
图7中所示的所述的多功能开发板10与图1中的多功能开发板10为相同结构器件。
按照图7所示的结构构成了扫描试验系统。
图7所示的扫描试验系统工作原理是开机后执行扫描试验软件，照明光源6将被 打开，带动扫描滚筒转动的电机将被启动，同时计算机显示器弹出软件操作界面，其中 包含参数设置、数据文档实时显示与图像采集等菜单。扫描照明光源6照亮贴于扫描滚 筒成像装置的圆周上的彩色图片做相对于线阵CCD的匀速运动，模拟线阵CCD对实物进 行扫描，其图像经过光学成像物镜成于彩色线阵CCD的像面，线阵CCD输出的模拟信号 经过多功能开发板10与USB端口送给计算机内存。选择实时显示菜单，计算机显示器将 显示所釆集的每行信号的波形，为调整光学系统参数提供显示波形，当所成图像尽量清 晰后，执行图像采集菜单，扫描软件使线阵CCD传感器所采集到的信息以彩色图像的方式在计算机显示屏上显示出来。扫描出来的图像可能产生拉伸或压縮变形，适当的调整 电机的转速，回观测到变形的变化，表现出线阵CCD的扫描速率与实物相对CCD的运动 速度对扫描图像的影响。当扫描所获得的垂直方向分辨率与CCD像元排列(水平)方向 的分辨率相等时，图像不存在变形，通过这个试验可以找出不同积分时间情况下所应该 具有的扫描速度。
可拆卸的扫描滚筒成像装置4原理图如图9所示，图9中在底板40上安装有固定扫 描滚筒44的滚筒支架43，其上有拆卸螺钉45，旋下拆卸螺钉45便可以将扫描滚筒44 连同轴承及转轴等整件取下；用螺钉45可以将扫描滚筒44连同轴承及转轴等整件安装 并紧固在滚筒支架43上形成扫描装置。扫描装置由安装在电机安装支架47上的直流调 速电机48通过连接轴带动，调整直流电机的转速便可以调整扫描滚筒的扫描线速度。扫 描图片贴于扫描滚筒的圆周面上，图片随滚筒转动，使画面相对于线阵CCD的光敏阵列 垂直运动，即扫描图像。
试验装置提供了对彩色线阵CCD传感器进行A/D数据采集实验的硬件设备与软件接 口实例程序，试验装置内部不但将彩色线阵CCD传感器1的输出信号接入到具有A/D数 据采集系统硬件的"多功能开发板10"上，而且还将其通过多功能开发板10上的插头座 及其连线引出到现场可编程逻辑开发与扩展电路板11上。用户不但能在装置提供的"A/D 数据采集软件"的支持下完成对彩色线阵CCD传感器进行A/D数据采集的实验，而且还 可以利用引出的模拟信号与相应的同步信号自行设计硬件电路和软件程序进行A/D数据 采集试验。认识与掌握彩色线阵CCD传感器的A/D数据采集的特点，数据存取方法，数 据显示和处理等相关内容。
本实用新型的线阵CCD多功能开发应用实验仪，除仪器内部提供的彩色线阵CCD传 感器外还提供有外接黑白线阵CCD传感器，实验仪提供的计算机软件程序能直接控制对 它们的数据采集工作。试验装置提供的计算机软件程序除能完成典型试验的选择、电机 与灯的控制、数据采集与处理工作外还提供基础应用程序和动态链接库函数，以便用户 进行创新内容的试验研究。
试验装置的上部壳体14上设置有多用途的窗口 16，它为螺纹连接口，既能安装防尘 盖又能安装适当的成像物镜。当将CCD上的成像物镜2、被测物夹持机构3、滚筒4及远 心照明光源7拆除后，仪器上部光轴部位只剩下彩色线阵CCD传感器。上部壳体14盖在 仪器上形成一个暗室，多用途的窗口 16与CCD传感器像敏阵列的中心线同轴，在其上安 装成像物镜便构成多用途的光电接收器。它能够接收装置外部更远处物体的像，或构成 放大倍率大幅度可调的光电成像系统，它输出的信号通过多功能开发板IO连接到现场可
编程逻辑开发与扩展电路板ll，再经过精心设计的软、硬件设计便能构成应用更为广泛 和更有创意性的实验研究或新产品开发的试验仪器。
权利要求1.一种线阵CCD多功能开发应用实验仪，包括有上部壳体(14)和位于上部壳体(14)的下部并与其形成阶梯形结构的下部壳体(15)，其特征在于，所述的上部壳体(14)内部的底端面设为测量系统工作台(8)，在测量系统工作台(8)的一端设置有线阵CCD传感器(1)和与其相连的光学成像物镜(2)，另一端设置有与光学成像物镜(2)对应的远心照明光源(7)，在光学成像物镜(2)和远心照明光源(7)之间还设置有用于安装被测物的固定结构，在上部壳体(14)位于远心照明光源(7)一侧的侧壁上开设有扩展光学信息输入窗口(16)；所述的下部壳体(15)内，设置有多功能开发板(10)，在下部壳体(15)的上端面上设置有现场可编程逻辑开发与扩展电路板(11)和与其相连的输入、输出I/O端口(12)，以及与下部壳体(15)相连的CCD驱动脉冲测试端(9)，在下部壳体(15)位于多功能开发板(10)一侧的侧壁上设置有外接黑白线阵CCD相机接口(13)和USB接口(17)，所述的黑白线阵CCD相机接口(13)与多功能开发板(10)相连接，多功能开发板(10)还与USB接口(17)相连。
2. 根据权利要求1所述的线阵CCD多功能开发应用实验仪，其特征在于，所述的多 功能开发板(10)包括有具有驱动器(20)、控制器(23)和逻辑脉冲发生器(24)功 能的现场可编程逻辑器件，所述的现场可编程逻辑器件的驱动器(20)和逻辑脉冲发生 器(24)相互连通，其中，驱动器(20)与线阵CCD传感器(1)及下部壳体(15)上的 外接黑白线阵CCD相机接口 (13)相连接，线阵CCD传感器(1)还与A/D转换器(21) 连接，逻辑脉冲发生器(24)分别与A/D转换器(21)、存储器(22) 、 USB总线收发器(25)相连接，所述的存储器(22)还分别连接A/D转换器(21)和USB总线收发器(25)， 而USB总线收发器(25)还通过设置在下部壳体(15)上的USB接口 (17)与计算机系 统(26)相连接，USB总线收发器(25)还与现场可编程逻辑器件的控制器(23)相连接， 而现场可编程逻辑器件的控制器的控制器(23)分别连接远心照明光源控制器(27)、 扫描光源控制器(28)、驱动电机转换与开关(29)。
3. 根据权利要求1所述的线阵CCD多功能开发应用实验仪，其特征在于，所述的设 置于光学成像物镜(2)和远心照明光源(7)之间的用于安装被测物的固定结构，包括 有位于下部壳体(15)内的产生正弦规律运动装置(5)和与产生正弦规律运动装置(5) 相连接并且贯穿测量系统工作台(8)位于光学成像物镜(2)和远心照明光源(7)之间 的被测物体挟持机构(3)。
4. 根据权利要求1所述的线阵CCD多功能开发应用实验仪，其特征在于，所述的设 置于光学成像物镜(2)和远心照明光源(7)之间的用于安装被测物的固定结构，包括 有位于下部壳体(15)内的产生正弦规律运动装置(5)和与产生正弦规律运动装置(5) 相连接并且贯穿测量系统工作台(8)位于光学成像物镜(2)和远心照明光源(7)之间 的被测杆件(3')。
5. —种线阵CCD多功能开发应用实验仪，包括有上部壳体(14)和位于上部壳体(14)的下部并与其形成阶梯形结构的下部壳体(15)，其特征在于，所述的上部壳体(14) 内部的底端面设为测量系统工作台(8)，在测量系统工作台(8)上依次设置有线阵CCD 传感器(1)和与其相连的光学成像物镜(2)、扫描照明光源(6)、扫描滚筒成像装置(4)，在上部壳体(14)位于扫描滚筒成像装置(4) 一侧的侧壁上开设有扩展光学信 息输入窗口 (16);所述的下部壳体(15)内，设置有多功能开发板(10)，在下部壳 体(15)的上端面上设置有现场可编程逻辑开发与扩展电路板(11)和与其相连的输入、 输出I/0端口 (12)，以及与下部壳体(15)相连的CCD驱动脉冲测试端(9)，在下部 壳体(15)位于多功能开发板(10) —侧的侧壁上设置有外接黑白线阵CCD相机接口 (13) 和USB接口 (17)，所述的黑白线阵CCD相机接口 (13)与多功能开发板(10)相连接， 多功能开发板(10)还与USB接口 (17)相连。
6.根据权利要求5所述的线阵CCD多功能开发应用实验仪，其特征在于，所述的多 功能开发板(10)包括有具有驱动器(20)、控制器(23)和逻辑脉冲发生器(24)功 能的现场可编程逻辑器件，所述的现场可编程逻辑器件的驱动器(20)和逻辑脉冲发生 器(24)相互连通，其中，驱动器(20)与线阵CCD传感器(1)及下部壳体(15)上的 外接黑白线阵CCD相机接口 (13)相连接，线阵CCD传感器(1)还与A/D转换器(21) 连接，逻辑脉冲发生器(24)分别与A/D转换器(21)、存储器(22) 、 USB总线收发器(25)相连接，所述的存储器(22)还分别连接A/D转换器(21)和USB总线收发器(25), 而USB总线收发器(25)还通过设置在下部壳体(15) ±的USB接口 (17)与计算机系 统(26)相连接，USB总线收发器(25)还与现场可编程逻辑器件的控制器(23)相连接， 而现场可编程逻辑器件的控制器的控制器(23)分别连接远心照明光源控制器(27)、 扫描光源控制器(28)、驱动电机转换与开关(29)。
专利摘要一种线阵CCD多功能开发应用实验仪，有上部壳体和下部壳体，由上部壳体内部的底端面作为测量系统的工作台上设置有线阵CCD传感器和与其相连的光学成像物镜，以及远心照明光源，在光学成像物镜和远心照明光源之间还设置有安装被测物的固定结构，在上部壳体的侧壁上开设有扩展光学信息输入窗口；在下部壳体的上端面上设置有现场可编程逻辑开发与扩展电路板和与其相连的输入、输出I/O端口，内部设置有多功能开发板，以及与下部壳体相连的CCD驱动脉冲测试端，在下部壳体的侧壁上设置有与多功能开发板连接的外接黑白线阵CCD相机接口和USB接口，多功能开发板还与USB接口相连。本实用新型通过实验具有更加广泛的知识面，更强的信息获得手段和动手能力，以便在今后的创新设计增强创新思路。
文档编号G01R31/265GK201096868SQ20072010003
公开日2008年8月6日 申请日期2007年10月22日 优先权日2007年10月22日
发明者王庆有 申请人:天津市耀辉光电技术有限公司