新型线阵图像传感器空间滤波测速仪的精度优化与应用

本文主要探讨的是基于线阵图像传感器的新型空间滤波测速仪的设计与实现，其目标是实现对固体表面运动速度的高精度测量。该系统的核心创新在于将图像传感器同时用作探测器和空间滤波器，通过这样的设计，显著简化了系统结构。研究人员首先从理论角度深入分析了线阵图像传感器的空间滤波特性，这涉及到传感器的特性参数、响应时间和滤波算法的选择，这些因素对速度测量的精度有直接影响。 在硬件层面，文章详述了图像传感器的驱动电路、信号采集以及预处理电路的设计。驱动电路确保传感器能准确地接收和处理来自物体表面的光线变化，而信号采集电路负责捕捉这些变化，并将其转化为电信号。预处理电路则对原始数据进行噪声抑制和信号处理，以便提取出有用的速度信息。 实验部分，该团队使用高精度转台作为主动轮的传送带进行速度测量，结果显示，测速精度达到了0.77%，在11分钟内测量不确定度仅为0.66%，显示了系统的高精度性能。相比之下，在不使用成像系统的条件下，直接测量日光灯发光频率时，测量不确定度显著降低到0.056%，相较于传统方法，提高了测量精度的一个数量级。 这种新型空间滤波测速仪具备实时、非接触、稳定的优点，特别适合于需要高精度运动速度监控的应用场景，如生产线上的物料传输、表面缺陷检测等。本文不仅提供了实际的硬件设计和实验验证，还提出了一种确定系统误差来源的新方法，这对于优化系统性能和提升测量准确性具有重要意义。此外，文章的研究成果对于推动光电检测和激光光电子技术领域的发展，特别是在高速运动物体速度测量方面，具有较高的学术价值和实践应用价值。