光學(xué)測量儀的發(fā)展

Hartness，美國螺紋委員會主席，于1920年利用光學(xué)技術(shù)發(fā)明了*個螺紋檢測工具——Hartness螺紋光學(xué)投影儀，由此開創(chuàng)了利用光學(xué)方法測量螺紋的先河。這一產(chǎn)品為他當(dāng)時供職的Jones & lamson公司帶來了豐厚的利潤。而在此之前，工業(yè)界主要應(yīng)用的是機(jī)械式測量工具，例如千分尺和游標(biāo)卡尺等。

1920年初，市場上又出現(xiàn)了精度較高的測量儀器——工具顯微鏡。該儀器的長度基準(zhǔn)采用了刻線間距1mm的光學(xué)玻璃線紋尺，并使用螺旋讀數(shù)顯微鏡，用滾輪來旋轉(zhuǎn)一塊玻璃。板上刻有螺距為0.1mm高精度的阿基米德旋線，另一端有圓周刻度，將圓周100等分，實現(xiàn)了儀器1um的分度值。它采用顯微光路的成像原理將被測工件邊緣放大，視場中的指標(biāo)線瞄準(zhǔn)邊緣測量點，然后在縱向和橫向拖板讀數(shù)顯微鏡上讀出其坐標(biāo)值。工具顯微鏡的顯微成像光路比光學(xué)投影儀的投影成像光路分辨率高，因而測量精度高于光學(xué)投影儀。德國Zeiss公司在1924年開發(fā)出大型工具顯微鏡的基礎(chǔ)上，又于1926年推出工具顯微鏡并投放市場。工具顯微鏡的出現(xiàn)，很快成為光學(xué)投影儀的有力競爭對手。

20世紀(jì)30年代，光學(xué)投影儀獲得了廣泛的應(yīng)用。在70年代產(chǎn)，用光學(xué)投影儀進(jìn)行測量都是人工完成，測量結(jié)果的好壞取決于操作人員的技術(shù)水平。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，開始利用攝像機(jī)的視頻監(jiān)測圖像來取代大規(guī)格的圓形屏幕，并在70年代后期發(fā)展出了*代影像測量系統(tǒng)。Jones & lamson公司以及BASIC語言編制了一套軟件算法來確定圖像的邊緣。這些以圖像系統(tǒng)為基礎(chǔ)的測量儀可以測量平面零部件如印刷電路板和金屬板，也可以像光學(xué)投影儀一樣對輪廓圖像進(jìn)行操作。因為攝像機(jī)輸出的是電子信號，可以通過圖像處理軟件自動地進(jìn)行分析，因此每一個操作者都可獲得相同的結(jié)果。同時，光柵位移傳感器在光學(xué)測量儀中得到廣泛應(yīng)用，出現(xiàn)了數(shù)字顯示的測量儀器，使得讀數(shù)精度和測量效率得到顯著提高。