ניתוח שגיאות של מכשיר ברמה דיגיטלית
המפלס הדיגיטלי מורכב מחלק מכני אופטי וממכשיר אלקטרוני, והשגיאה שלו נגרמת לא רק משני הפריטים הנ"ל בלבד, אלא כוללת גם את השגיאה הנגרמת מהשילוב של השניים. ביניהם, השגיאות שנוצרו על ידי החלק האופטו-מכני ידועות היטב. הוא כולל בעיקר א. שגיאה של רמה מעגלית; ב. שגיאת ריצה של עדשת מיקוד; ג. שגיאה של ציר איסוף הנגרמת על ידי הטיית ציר אנכי; ד. טעות פיצוי של פיצוי אוטומטי. להלן נדון בעיקר בשגיאות המיוצרות על ידי ציוד אלקטרוני ובשילוב של השניים.
1 שגיאות הנגרמות על ידי המאפיינים הפיזיים של גלאי מערך הקו (CCD)
1.1 עוצמת האור גורמת לאפקט השגיאה של ניגודיות התמונה של סרגל הברקוד
הרמה הדיגיטלית נמדדת לפי המיקום והיחס של תמונת הברקוד על הגלאי. המאפיינים הפיזיים של ה-CCD קובעים שניתן להשתמש בו במצבים כמו אור חזק מדי או חלש מדי, תאורה לא אחידה על פני סולם הברקוד, הבהוב אור חזק ברגע התצפית והבהוב חום חיצוני. בכל מקרה, הניגודיות של הדמיה בקנה מידה תקטן מאוד, והיא גם תגרום לעיוות מקומי, שיגרום לשגיאות מדידה ואף לא יאפשר קריאה.
1.2 השפעת האור המלאכותי
הגלאי של הרמה הדיגיטלית משתמש בחלק האור האינפרא אדום (מערך CCD רגיש ביותר לאור אינפרא אדום) כדי לקבל ולזהות את תמונת הברקוד. לכן, כאשר מודדים באור מלאכותי, כמו למשל כאשר רכיב האור האינפרא אדום חלש, הוא יגרום לשגיאות מדידה ואף לא יצליח לקרוא. בהקשר זה, המפלסים הדיגיטליים מסדרת Zeiss DINI משתמשים באור נראה כדי לקבל ולזהות תמונות ברקוד, כך שהן אינן מושפעות מכך.
2 שגיאות בניתוח ועיבוד אותות
2.1 השגיאה של שיטת ניתוח האותות
הרמה הדיגיטלית משתמשת בשיטת המתאם למדידה. על פי הניסיון, דיוק המתאם (היישור) בין אות הייחוס (קוד פסאודו אקראי) המאוחסן במכשיר לאות המדידה (קוד פסאודו אקראי) הוא כאחוז אחד מרוחב הסמל (או אורך גל הקוד). רוחב הסמל של סולם הברקוד הוא 2.025 מ"מ, כך שהדיוק היחסי הוא בערך 0.02 מ"מ.
2.2 השגיאה בחישוב מקדם המתאם המקסימלי
כאשר הרמה הדיגיטלית נמצאת בקורלציה, באזור חיפוש מתאם הדיוק, אות המדידה ואות הייחוס נמצאים בקורלציה עם כל שמונה הספרות, מכיוון שהמשרעות של שני האותות שונות, ומקדם המתאם המרבי מחושב נקודה אחר נקודה ב- מערכת קואורדינטות גובה ומרחק: מיקום המתאם המקסימלי הדיוק תלוי בגודל הרשת, חישובי אינטרפולציה קשורים, תוך התעלמות מההשפעה של ברקודים חסרים.
2.3 שגיאת עיבוד אותות מדידה (עיבוד תמונה).
עיבוד אותות המדידה של הרמה הדיגיטלית הוא הקישור המרכזי להשגת מדידת רמה דיוק גבוהה. איכות התמונה של תמונת הברקוד על מערך ה-CCD ואיכות טכנולוגיית העיבוד קובעים את דיוק המדידה במידה רבה. השפעות השגיאה העיקריות הגורמות לשגיאות תמונה כוללות: (1) שגיאות הנגרמות על ידי המאפיינים הפיזיים של מערך CCD; (2) שגיאות שנגרמו מאובדן מידע ברקוד שנגרם על ידי הסרגל החסום; (3) שגיאות ברזולוציית תמונה הנגרמות על ידי מיקוד מדויק; (4) שגיאת עיוות תמונה הנגרמת על ידי הטיית אבנית; (5) שגיאת תמונה הנגרמת משינוי מצב חיצוני; (6) שגיאה של ציוד אלקטרוני בעת מדידת היווצרות אות וכו'.
השגת תמונת ברקוד יציבה, ברורה, בעלת ניגודיות בינונית ושלמה היא הנחת היסוד של יצירת ועיבוד אותות מדידה, והיא המפתח למדידה. באופן כללי, עיבוד התמונה נעשה על ידי התוכנה המובנית של הרמה. השגיאה שלו תלויה באופי המתקדם של אלגוריתם תוכנה וטכנולוגיה.
3. השגיאה של ציר יישור הטלוויזיה (זווית i)
השפעת השגיאה של ציר הקולימציה של הטלוויזיה (זווית i) על הרמה זהה לזו של השגיאה של זווית ה-i של הרמה האופטית בתיאוריה, אך לציר הקולימציה של הטלוויזיה (זווית i) אין את הערך המוחלט של ציר קולימציה אופטי (זווית i) ברמה הדיגיטלית. כייל את אופי קו הראייה האופקי. עם זאת, ההשפעה של ציר הטלוויזיה (זווית i) על דיוק הפילוס היא בטוחה, והיא משתנה עם שינוי התנאים החיצוניים. אמנם ניתן להחליש אותו על ידי שימוש באותו אורך של מרחקי ראייה מלפנים ומאחור, וניתן גם לתקן את הרמה הדיגיטלית באופן אוטומטי על ידי התוכנית המוגדרת במכונה, אך התנאים החיצוניים משתנים בכל עת, ומודד את זווית ה-i בכל עת זמן ותיקון לא רק ישפיעו על יעילות העבודה, אלא גם את מספר התיקון לא ניתן לדמות באופן ליניארי. שֶׁל.
4 שגיאות הנגרמות כתוצאה משינויים בתנאים חיצוניים
מערכת המדידה המורכבת מפלס דיגיטלי וסרגל ברקוד פועלת בתנאים חיצוניים המשתנים ללא הרף. שינויים בתנאים החיצוניים יגרמו לשגיאות ברכיבים שונים של המכשיר. השפעה זו מתבטאת לרוב בהשפעה המקיפה של כל רכיב והשילוב שלו. השגיאות הנגרמות מהשפעת גורמים חיצוניים כוללות בעיקר:
(1) השפעת השינוי של ציר הקולימציה (זווית i);
(2) השפעת השבירה האנכית האטמוספרית;
(3) השפעת התזוזה האנכית של המכשיר והקנה מידה;
(4) השפעת רטט הקרקע;
(5) השפעת השדה האלקטרומגנטי הקרקע וכו'.
5 שגיאות של רמות קונבנציונליות מתגברות על ידי רמות דיגיטליות
(1) אין שגיאת קריאה, ואין שגיאת קריאה מלאכותית;
(2) מדידה מרובה-ברקוד (ניתן להתייחס אליה כאל רב-חלוקה), מחלישה את שגיאת חלוקת הסולם;
(3) מדידות מרובות אוטומטיות להחלשת השפעת שינויים בתנאים חיצוניים;
(4) לממש שילוב של תעשיות פנימיות וחיצוניות, ולממש הקלטה, בדיקה, עיבוד ואחסון אוטומטיים.
