目前,对物体的重量进行测量主要依据两种基本原理。一是利用力学中的杠杆平衡原理,二是利用各种传感器将物体的重量信息转化成电信号,再对此电信号进行分析处理提取该物体的重量信息。前者适用范围广,量程大,是一种经济的方法,但测量精度有限且需人工完成,因此,这种方法无法实现实时动态测量。后者采用了传感器,这就有利于用电子装置来对重量信息进行分析、计算,并显示结果,但是,很多传感器受动态范围的限制。本文则从光学技术角度结合力学原理利用CCD传感实现了对物体的动态实时测量。
2 测量原理
CCD对物体进行测量的原理如图1所示。平面镜的转动支点为O,且垂线OW交透镜轴为W点。W点位于f′(焦距)与2f′之间。当没有测量物体时,平面镜与激光束的交角为θ。CCD放在透镜的右边,它和透镜中心的距离为f′,这样便于计算y′。下面分析其原理并导出测量公式。
本系统硬件简单,功能强大,接口方便。高速的A/D转换器的采样速率也很容易用软件来控制,DSP系统运行速度高、编程很灵活、稳定性好、可重复性好、集成也方便。特别是所采用的重心算法,具有算法简单,运算速度快等优点。本系统不仅可用于测量桥梁载重,而且可用于测量运动物体(煤车、火车等)是否超重,具有较高的测量精度和实时性。
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