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电接触测试中的显微观测系统研究

作　者: 周超峰
导　师: 许良军
学　校: 北京邮电大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 光学 CCD 图像采集旋转机构照明
分类号: TH742
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

电接触故障在电子设备中大量存在,其中大部分都与大气中的尘土颗粒有关。对失效通讯终端产品中触点的初步研究发现多于65%的接触表面是被尘土污染,近50%的接触表面在接触区形成污染物聚集区。大气中悬浮的尘土颗粒随着连接器的不断插拔进入接触区域,进而产生电接触的可靠性隐患。所以,研究尘土颗粒对电接触可靠性的影响具有很重要的现实意义。而要研究在电接触测试中尘土颗粒的影响,就必须有相应的设备仪器进行实验和观测。本课题主要研究设计了一套视频显微实时观测系统,方便在电接触测试实验中(如研究尘土对电器元件可靠性影响)观测微小颗粒和接触区域,该系统将传统的光学显微技术与机械、电子以及计算机等技术相结合。提出了整个系统的工作原理及结构组成,详细介绍了系统各部分的设计方案及实现方法。本论文重点介绍了视频显微实时观测系统的光学部分、图像采集和传输部分、机械部分以及照明部分。光学部分是整个系统的基础,光学图像的质量直接影响到整体性能。在介绍了显微镜的规范标准的基础上,设计并确定了一条应用于CCD摄取显微图像的光路。并根据设计要求,对光路的整体结构和各个参数进行了详细的讨论计算。图像采集的主要过程是先把将显微镜头捕获的光学图像投射到CCD摄像机上,然后把模拟视频信号转换为数字视频信号,最后采用USB传输和计算机处理相结合的图像数据传输、处理方式。以上各个部分是通过机械结构连接起来,机械部分主要涉及到了基座、立柱、支架和减振装置等零部件的结构设计和选型。照明部分可以更好的帮助系统实现图像采集,提高图像的效果和质量。最后,总结了本文研究所做的贡献和要点,指出下一步可深入研究的方向。该系统的设计对其他类似视频成像系统的研制有参考意义。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-13
  1.1 课题来源  9-10
  1.2 课题研究的现状  10-11
  1.3 课题主要任务和内容  11
  1.4 课题意义  11-13
第二章视频显微观测系统总体方案设计  13-17
  2.1 系统的设计要求和参数指标  13-14
    2.1.1 系统设计要求  13
    2.1.2 系统参数指标  13-14
  2.2 系统原理和组成  14-15
    2.2.1 系统原理  14-15
    2.2.2 系统组成  15
  2.3 视频显微观测系统的主体构成  15-17
第三章光学成像和图像采集方案设计和实现  17-43
  3.1 设计指导原则  17
  3.2 光学成像系统设计  17-22
    3.2.1 显微镜的成像原理  17-19
    3.2.2 光路方案的设计和选择  19-22
  3.3 图像传感器  22-25
    3.3.1 图像传感器概述  22-23
    3.3.2 CCD和CMOS的比较  23-25
  3.4 基于CCD的图像采集系统的实现  25-36
    3.4.1 成像系统分析与构成  25-29
    3.4.2 CCD图像传感器的选型  29-31
    3.4.3 镜头的参数计算和选型  31-36
  3.5 图像数据传输和处理  36-41
    3.5.1 图像数据传输  36-40
    3.5.2 图像数据处理  40-41
  3.6 系统设计总结和结果  41-43
    3.6.1 图像采集系统结构  41-42
    3.6.2 设计结果和最终指标  42-43
第四章旋转机构的设计和实现  43-55
  4.1 指导思想及设计原则  43-44
    4.1.1 指导思想  43
    4.1.2 设计原则  43-44
  4.2 结构组成和功能  44-45
  4.3 调焦夹具的选取  45-46
  4.4 万向杆组的实现  46-51
    4.4.1 万向杆组结构组成  46-47
    4.4.2 杆件的设计实现  47-49
    4.4.3 固定夹的比较和选取  49-51
  4.5 基座  51-52
  4.6 零部件重量的计算  52-53
  4.7 减震  53-55
第五章照明系统的实现  55-63
  5.1 设计指导原则  55
  5.2 照明投射和光源架设  55-60
    5.2.1 照明投射方式  55-56
    5.2.2 光源架设方案设计  56-60
  5.3 照明光源  60-62
    5.3.1 照明光源的类型  60-61
    5.3.2 照明光源的比较  61-62
  5.4 照明方式和光源的选择  62-63
第六章总结  63-65
  6.1 课题总结  63
  6.2 今后工作建议  63-65
参考文献  65-67
致谢  67-68
攻读学位期间发表的学术论文  68

电接触测试中的显微观测系统研究

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