基于光纤探针的接触式微孔测量研究

论文摘要

随着现代工业技术和科学技术的迅速发展,制造业呈现出向超大型和微型化两个极端方向发展,微孔器件在微型化发展过程中应用越来越广泛,微孔加工精度直接决定微孔器件的使用性能,其检测精度被广泛关注。本文将接触式微孔测量与光学非接触式测量相结合,研究大深径比的盲孔测量,主要研究内容包括:(1)研究了光纤探针接触式微孔测量的基本原理,重点探讨了光纤探针、待测微孔和CCD摄像机三者在测量过程中的位置关系。因光纤探针和CCD摄像机相对静止,测量不同深度微孔时无需调节相机焦距,降低了测量难度。进而搭建了基于光纤探针的接触式微孔测量平台,实验验证了光纤探针接触式微孔测量的理论与数据处理方法,分析了测量平台的相关参数与性能。(2)将双侧远心相机应用于微孔测量,提出基于主点坐标的双侧远心相机理想成像数学模型,分析了相机畸变类型及原因,结合改进的Tsai两步标定方法,得出远心相机的内、外参数。实验表明,基于主点坐标的相机成像模型在标定误差和相机畸变上均比公认投影模型要小,验证了模型的优越性。(3)在光纤探针制作中引入打磨和蒸镀等工艺,改善了光纤探针性能。推导了点Hough变换圆检测算法,提出改进点Hough变换的圆检测算法,并用于光纤探针测头检测。对直径0.997mm、精度±1.5μm的三丰校正环规进行测量得到其平均直径0.99819mm,并进一步对微孔及锥形盲孔进行了测量,基于检测数据拟合出被测微孔形廓,分析了影响微孔测量精度的因素。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 刘强

导师: 廖广兰

关键词: 微孔,测量,相机标定,光纤探针测头,圆检测

来源: 华中科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,信息科技

专业: 物理学,金属学及金属工艺,无线电电子学

单位: 华中科技大学

基金: “十三五”装备预研共用技术,XX 微系统制造技术

分类号: TN253;TG52

总页数: 56

文件大小: 3903K

下载量: 68

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