专利名称：一种压电陶瓷驱动光栅移相控制中控制电压的标定方法
技术领域：
本发明涉及一种控制电压的标定方法，特别是一种压电陶瓷驱动光栅移相中控制电压的标定方法。
背景技术：
目前，在电子制造业的印刷电路板上贴片安装元器件的生产环节中，需要对印刷的锡膏进行三维体积、形状测量，以检测锡膏印刷缺陷，避免造成最终产品的不合格，光栅投影相位测量轮廓术是一种比较快速、准确的三维检测技术，该技术需要对正弦光栅进行准确的移相，这里的移相实际需要的控制位移量是微米级的，利用压电陶瓷进行移相控制可以达到光栅投影相位测量轮廓术中对正弦光栅移相所要求的精度、速度和位移量程。但是压电陶瓷的控制电压与产生的驱动位移之间是非线性关系，关系曲线在上升电压与下降电压时还不重合，如图2所示；另外，压电陶瓷还存在一定的蠕变，即控制电压停止变化后， 压电陶瓷还会存在微小的位移变化，如图3所示。为此，结合具体应用环境下的压电陶瓷控制电压由于所述的非线性和蠕变的影响而往往很难加以准确标定，从而严重的影响到三维测量的精度。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种将三维测量时使用的周期为T的正弦光栅换为周期为T/4的标定正弦光栅作为标定光栅，通过计算压电陶瓷驱动透射玻璃位移前后投影图像的灰度差对两幅投影图像进行匹配比较以达到准确标定压电陶瓷驱动光栅移相控制电压的压电陶瓷驱动光栅移相控制中控制电压的标定方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是
一种压电陶瓷驱动光栅移相控制中控制电压的标定方法，其方法步骤如下
A、将透射玻璃上三维测量时使用的周期为T的正弦光栅换位周期为T/4的标定正弦光
栅；
B、打开投影光源，在控制电压为0下，透射玻璃上的正弦光栅经投影镜头在主体座的上表面形成灰度呈正弦变化的光栅投影图像；
C、用数字相机采集步骤B中控制电压为0情况下的正弦光栅投影图像
, X，y分别表示采集到的数字图像上的像素行、列位置；
D、改变控制电压为近似原来控制透射玻璃移相ρ/2的电压，即以压电陶瓷驱动透射玻璃移相Τ/4的标称控制电压V1控制压电陶瓷驱动透射玻璃带动周期为Τ/4的标定正弦光栅作微米级移动；
Ε、用数字相机再次采集步骤D中投影光源照射移动后的透射玻璃产生的投影正弦图
像；
F、对步骤C和E中采集到的两幅图像进行图像匹配比较，计算两图像的灰度差
权利要求
1.一种压电陶瓷驱动光栅移相控制中控制电压的标定方法，其特征在于方法步骤如下A、将透射玻璃(1)上三维测量时使用的周期为T的正弦光栅换位周期为T/4的标定正弦光栅；B、打开投影光源(2)，在控制电压为0下，透射玻璃(1)上的正弦光栅经投影镜头(3)在主体座(6)的上表面形成灰度呈正弦变化的光栅投影图像；C、用数字相机(4)采集步骤B中控制电压为0情况下的正弦光栅投影图像Z1(U) , χ, y分别表示采集到的数字图像上的像素行、列位置；D、改变控制电压为近似原来控制透射玻璃(1)移相ρ/2的电压，即以压电陶瓷(5)驱动透射玻璃(1)移相Τ/4的标称控制电压V1控制压电陶瓷(5)驱动透射玻璃(1)带动周期为 Τ/4的标定正弦光栅作微米级移动；Ε、用数字相机(4)再次采集步骤D中投影光源(2)照射移动后的透射玻璃(1)产生的投影正弦图像石(XjJ)；F、对步骤C和E中采集到的两幅图像进行图像匹配比较，计算两图像的灰度差五= SZdy)-7H (*)，此式在两图像的灰度值相等即Z1(U)等于&(XJ，)时取得^ y极小值，此时透射玻璃(1)移动前后的两投影图像A和B完全重合；G、对控制电压V1进行微调，重新采集透射玻璃(1)移动后的投影图像，并按公式(*)再次计算步骤C和本步骤中两图像的灰度差值，如果差值同步骤F相比有下降，则按照该调整方法继续调整，直至使按公式(*)计算的压电陶瓷(5)驱动透射玻璃(1)移动前后的投影图像间灰度差取得极小值，此时的控制电压即为使三维测量时透射玻璃(1)即正弦光栅准确位移T/4的控制电压。
2.根据权利要求1所述的一种压电陶瓷驱动光栅移相控制中控制电压的标定方法，其特征在于所述方法还包括重复步骤A-G，分别在压电陶瓷(5)驱动透射玻璃(1)移相T/2、 3T/4的的标称控制电压附近调整控制电压，使按式(*)计算得到的图像灰度差值取得极小值，就可以分别标定得到三维测量时压电陶瓷驱动透射玻璃(1)即正弦光栅准确位移T/2、 3T/4的控制电压。
全文摘要
本发明公开了一种压电陶瓷驱动光栅移相控制中控制电压的标定方法，其通过计算压电陶瓷驱动透射玻璃位移前后投影图像的灰度差对两幅投影图像进行匹配比较以达到准确标定压电陶瓷驱动光栅移相控制电压，操作简便快速，同时由于图像采集延时与实际三维测量时图像采集的延时完全相同，即本标定方法的图像采集和光栅移动间的时间滞后与三维测量时的时间滞后是完全一样的，所以因延时而压电陶瓷蠕变带来的光栅移动误差也被考虑在内，克服了因图像采集时间不易测量而使蠕变误差不易控制的问题，故能够对压电陶瓷驱动光栅移相控制中的控制电压进行精确的标定。本发明操作简单快捷，成本低，控制电压标定误差小，标定准确。
文档编号H05K3/34GK102435612SQ20111037060
公开日2012年5月2日 申请日期2011年11月21日 优先权日2011年11月21日
发明者张建民, 李华嵩, 王天雷, 章云, 罗兵 申请人:五邑大学