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如何选择外观缺陷检测设备中的传感器
编辑:惠州旭鑫智能技术有限公司   时间:2017-09-04

目前,如何在现代应用中选择机器视觉传感器越来越广泛,如何选择机器视觉传感器是值得我们学习的,现在我们已经知道如何选择机器视觉传感器。外观缺陷检测设备在检测过程中,不可或缺。

相机是机器视觉系统的眼睛,相机的心脏是图像传感器。传感器的选择取决于机器视觉系统的精度、输出、灵敏度、成本以及对应用程序要求的充分理解。对传感器主要性能的基本了解可以帮助开发人员迅速缩小搜索范围,找到合适的传感器。

大多数机器视觉用户都意识到摄像头是系统的关键元素,并且经常把它当作视觉系统的“芯片”。摄像头本身是一个复杂的系统:镜头、信号处理器、通信接口,以及最核心的部分——将光子转换成电子的设备:图像传感器。镜头和其他部件一起工作来支持相机的功能,最终决定了相机的性能。

该行业的许多讨论都集中在处理技术上,以及CMOS和CCD传感器的优越性。这两种技术都有各自的优缺点,传感器具有不同的性能。最终用户关心的不是产生的传感器,而是最终的应用程序。

在应用程序中,三个关键元素决定了传感器的选择:动态范围、速度和响应能力。动态范围决定了系统捕获的图像的质量,也称为表示细节的能力。传感器的速度是指系统每秒能接收多少图像和输出。响应性是指传感器将光子转换成电子的效率,它决定了有用图像的亮度水平。传感器技术和设计具有上述特点,因此系统开发人员在选择传感器时必须有自己的标准,对这些特点进行详细的研究,有助于做出正确的判断。

正确理解动态范围

传感器的动态范围是最令人困惑和误解的地方,因为机器视觉系统是数字的。图像的动态范围由两个部分组成:一个是传感器的曝光范围(亮度的倍数);第二个是传感器的数量,可以对像素信号进行数字化。这两个部分通常是密切相关的。

曝光的动态范围表明传感器的亮度水平可以正常工作。当光子到达图像传感器的活跃像素区域时,电子就产生了,传感器被捕获并存储到系统中读取。碰撞区域内的光子越多,产生的电子就越多,而且这个过程持续的时间越长,存储的电子就越多。决定传感器暴露动态范围的一个参数是被填充的存储陷阱的曝光。制造传感器的半导体制造过程和电路设计共同决定了井的容量或深度。

电子噪声是传感器可以工作的低曝光率,虽然没有任何光子碰撞活动的像素区域,但图像传感器也会以热发射的形式产生电子。要产生可识别的信号,必须有足够多的光子来达到活动的像素区域,这样储存的电子就比暗电流的噪声要多。传感器的低曝光率是产生至少和噪音电子一样多的光学电子数。只有当传感器超出了暴露水平时,才产生有用的信息。

传感器暴露的动态范围是由其物理和电路设计所决定的功能,而数字动态范围仅是电路设计所决定的功能。图像传感器的数字动态范围仅仅意味着它可以为视觉系统提供明显的曝光值。8位传感器有256个灰度,1024在10,等等。表示动态范围的数字不是反映传感器可以响应的高曝光率的必要元素,但两者通常是相对应的。

等量的信号量比暗电流水平不产生有用的信息。同样,如果数字化的值大于传感器的最终信号值,则不会生成额外的信息。在实际操作中,传感器需要被设计为等于信号和暗电流噪声水平的水平,以及足够的信号水平来达到曝光信号的饱和度。在这种情况下,传感器的数字动态范围与曝光动态范围是相同的:饱和等效暴露与噪声暴露的比值。

相互作用决定了权衡

传感器的动态范围决定了所产生的图像质量


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