论文总字数：17474字

摘 要

本文主要论述基于线阵CCD的对于非接触振动物体的测量，将CCD传感技术、电子学、光学同计算机数据处理技术相结合，以完成对振动物体的非接触测量。

整个测量系统由远心照明光源、YHZD-Ⅰ振动试验装置（模拟振动物件）、CCD相机、计算机数据采集接口和计算机系统构成。远心光源照亮振动物件经CCD相机成像物镜在线阵CCD光敏面上成像（即电压信号，不同光强对应不同的电压），在驱动脉冲的作用下，电压信号经转移栅转移至CCD移位寄存器中，并经输出电极输出，输出信号经二值化电路处理后由计算机数据采集接口获取传送至计算机内存中，最后由计算机计算并显示结果。

关键词：线阵CCD 非接触测量 二值化电路 驱动脉冲

Measuring vibrating object based on linear CCD

Abstract

This paper discusses the non-contact measurement based on linear CCD for vibration of the object, combined with the CCD sensor technology, electronics, optics and computer data processing technology, to complete the measurement of vibrating object.

The entire measuring system is consisted of a telecentric lighting, YHZD-I, vibration test equipment (simulating vibrating object), CCD camera, computer data acquisition interface, and a computer system. Vibrating object is illuminated by telecentric lighting imaged on linear CCD photosensitive surface by CCD camera imaging objective (image is voltage signal, different light intensity corresponding to different voltages).Under the driving pulse, voltage signal is transferred to the CCD shift register by the transfer gate and output by the output electrode. After the output signal processed by binarizing circuit, the output signal is acquired by computer data acquisition interface, transferring to the computer memory and is finally counted and displayed by computer.

Key Words： linear CCD; non-contact measurement; binarizing circuit; driving pulse

目 录

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

目录 Ⅲ

第一章 绪论 1

1.1CCD简介 1

1.2非接触式测量振动的意义 2

1.3CCD用于振动测量所具有的优点 3

1.4CCD 图象传感技术国内外的现状及应用前景 3

第二章 CCD的基本工作原理 4

2.1电荷存储 4

2.2电荷耦合转移 4

2.3电荷的注入及输出检测 5

2.3.1电荷的注入 5

2.3.2电荷的输出检测 7

2.4线阵CCD摄像器 9

2.4.1单沟道线阵CCD摄像器件 9

2.4.2双沟道线阵CCD摄像器件 10

2.4.3件用于尺寸测量的线阵CCD摄像器的原理 11

第三章 线阵CCD的驱动及其输出信号的处理和采集 12

3.1TCD1206UD线阵CCD 12

3.1.1TCD1206UD简介3.1.2TCD1206UD的驱动 12

3.1.2TCD1206UD的驱动 12

3.1.3TCD1206UD的优点 14

3.2线阵CCD输出信号的处理和采集 14

3.2.1CCD信号的二值化处理 14

3.2.2CCD输出信号的采集 17

第四章 第四章基于线阵CCD测量物体的振动实验 21

4.1仪器的选择 21

4.2远心照明光源的处理及选择 21

4.3实验系统的原理框图及整体思路 22

4.4数据采集电路的选择 23

4.5实验步骤 23

4.6测量结果 24

4.7实验结论 26

参考文献 27

致谢 31

1. 绪论

1.1 CCD简介

1969年维拉·博伊尔(Willard S. Boyle)和乔治·史密斯（George E. Smith）发现了电荷在相邻很近的MOS（金属-氧化物-半导体）管间的转移效应，从此基于MOS半导体结构的CCD问世^[1]，CCD的光敏元可获取光学信号并转化为电信号即模拟信号，随CCD输出后由二值化电路转化为数字信号^[18]由计算机计算显示。自CCD问世之后，随着电路集成化程度变高，半导体技术飞速发展，MOS管间的距离可以做的更小，CCD的精确度和传输效率变得更高，信息存储量变得更大，光电转换效率变得更高等，基于CCD的应用如信号处理、图像传感、数字存储等应用迅速增多^[2]。

20世纪80年代初期，CCD传感器HAD(HOLE-ACCUMULATION DIODE)问世。HAD是在N型基板，P型，N 2极体的表面上，加上正孔蓄积层^[3]。由于这层正孔积蓄层的作用，可以解决感测器表面的常有的暗电流问题。此外，在N型基板上设计有可通过电子的垂直型隧道，这就使得CCD开口率得以提高。

20世纪80年代后期，由于CCD光敏面上每一个像素的减少，使得受光面积减少，感光度也变低。那时候，索尼发明了微小镜片技术，即在每一感光二极管前装上微小镜片(ON-CHIP MICRO LENS)来解决这个问题^[4]。这就使得光敏元感光时所接收光的多少由该技术所能做出来的最大面积来决定，与传统意义上的开口率无关。这样就可以提高感光度和开口率了。

请支付后下载全文，论文总字数：17474字