What is sub-pixel measurement?

Edge positions are calculated from the gray-level transition across several pixels, giving a position finer than one pixel. Achievable sub-pixel precision depends on optics, lighting and noise.

What is the 10:1 rule?

A common guideline that the measurement resolution should be about one tenth of the tolerance range, so measurement variation uses only a small part of the tolerance.

Can vision replace a CMM?

For in-line 2D and some 3D dimensions, yes. For complex 3D geometry with very tight tolerances, a coordinate measuring machine remains the reference.

How often should I calibrate?

Define a routine based on risk: at startup, after changes, and at regular intervals using certified references.

Đo lường quang học – Xuyên tia telecentric, Dịch chuyển & Đo bằng hình ảnh

Nguyên lý hoạt động

Đo bóng đổ với quang học telecentric

Cảm biến đo xuyên tia phát ánh sáng song song (chuẩn trực) từ bộ phát tới bộ thu telecentric. Sản phẩm tạo bóng sắc nét; bộ thu tìm cạnh bóng với độ chính xác dưới điểm ảnh và báo đường kính, khe hở hoặc vị trí.

Vì cả hai phía đều telecentric, kích thước đo được không đổi khi sản phẩm dịch nhẹ về gần hoặc xa cảm biến — lý tưởng cho trục, chốt, dây và khe hở trên dây chuyền chuyển động.

Với mọi hệ đo, ba khái niệm quan trọng: độ phân giải (thay đổi nhỏ nhất hiển thị được), độ lặp lại (các lần đo lặp nhất quán thế nào) và độ chính xác (kết quả gần giá trị thật thế nào). Quy tắc phổ biến: độ phân giải đo nên khoảng một phần mười dung sai.

Các loại

Chi tiết các nguyên lý đo

Mở từng loại để xem nguyên lý, chỗ phù hợp, hạn chế và thông số cần kiểm tra.

01 Cảm biến đo xuyên tia telecentricĐo kích thước nhanh, chính xác từ bóng đổ.

Nguyên lý. Ánh sáng LED chuẩn trực và bộ thu telecentric với cảm biến độ phân giải cao phát hiện cạnh bóng; nhiều cạnh cho phép đo đường kính, khe hở, vị trí và nhiều đặc điểm trong một lần.

Phù hợp nhất cho

Trục, chốt, dây và cáp
Kiểm tra khe hở và vị trí
Đo trong quá trình mài hoặc đùn

Hạn chế

Chỉ đo đường viền
Cần đường thông thoáng qua vùng sản phẩm

Thông số chính cần kiểm tra

Dải đo
Độ lặp lại
Tốc độ lấy mẫu
Vật nhỏ nhất phát hiện được

02 Đo 2D bằng hình ảnhNhiều kích thước cùng lúc từ một ảnh.

Nguyên lý. Camera với ống kính telecentric và đèn chiếu ngược chuẩn trực; công cụ thước kẹp, đường, đường tròn và khoảng cách đo nhiều đặc điểm cùng lúc với độ chính xác dưới điểm ảnh.

Phù hợp nhất cho

Chi tiết dập và gia công
Nhiều kích thước trên mỗi chi tiết
Vị trí lỗ và đặc điểm

Hạn chế

Trường nhìn giới hạn bởi kích thước ống kính telecentric
Cần hiệu chuẩn và kiểm soát nhiệt độ cho dung sai chặt

Thông số chính cần kiểm tra

Kích thước điểm ảnh trên sản phẩm
Độ lặp lại dưới điểm ảnh
Méo và độ telecentric của ống kính

03 Cảm biến dịch chuyển laserĐo khoảng cách và chiều cao tại một điểm.

Nguyên lý. Tam giác laser tới một điểm. Hai cảm biến đối diện đo độ dày; quét cho ra biên dạng.

Phù hợp nhất cho

Chiều cao, độ dày, độ đảo
Kiểm tra định vị và cong vênh

Hạn chế

Một điểm mỗi cảm biến
Nhạy với góc và độ bóng bề mặt

Thông số chính cần kiểm tra

Dải đo
Độ tuyến tính
Độ lặp lại
Kích thước điểm sáng
Tốc độ lấy mẫu

04 Cảm biến dịch chuyển confocalKhoảng cách chính xác trên kính, gương và nhiều lớp.

Nguyên lý. Quang học confocal sắc sai đo khoảng cách theo bước sóng; phát hiện được nhiều lớp trong suốt trong một lần đo.

Phù hợp nhất cho

Độ dày kính và màng
Bề mặt như gương
Chi tiết rất nhỏ

Hạn chế

Dải đo ngắn
Điểm đo nhỏ — cần định vị cẩn thận

Thông số chính cần kiểm tra

Dải đo
Độ phân giải
Dung sai góc
Số lớp

05 Profiler 3D đo kích thướcBề rộng, chiều cao, bậc và thể tích trên một biên dạng.

Nguyên lý. Laser line profiler đo toàn mặt cắt; xem trang Thị giác 3D để biết chi tiết.

Phù hợp nhất cho

Đo đường keo, mối nối và bậc
Độ đồng phẳng và độ phẳng

Hạn chế

Che khuất và phản xạ

Thông số chính cần kiểm tra

Độ phân giải X/Z
Tốc độ biên dạng

So sánh

Độ phân giải, độ lặp lại và độ chính xác

Độ phân giải, độ lặp lại và độ chính xác
Khái niệm	Ý nghĩa	Cách kiểm tra
Độ phân giải	Thay đổi nhỏ nhất hệ thống phát hiện hoặc hiển thị được	Datasheet; kích thước điểm ảnh và phương pháp sub-pixel
Độ lặp lại	Độ phân tán các lần đo lặp trên cùng chi tiết	Đo một chi tiết nhiều lần; báo độ lệch chuẩn
Độ chính xác	Mức kết quả gần giá trị thật	So với mẫu chuẩn có chứng nhận (căn mẫu, chốt)
Độ tuyến tính	Độ chính xác trên toàn dải đo	Chi tiết chuẩn ở nhiều kích thước hoặc vị trí
Gauge R&R	Phần dung sai bị chiếm bởi biến động đo	Nhiều chi tiết, người vận hành/lần lặp, nghiên cứu thống kê

Thông số

Giải thích các thông số chính

Giải thích các thông số chính
Thông số	Ý nghĩa	Cách chọn
Dải đo	Dải kích thước hoặc khoảng cách cảm biến đo được.	Phải bao gồm biến thiên sản phẩm và dung sai vị trí.
Độ lặp lại	Mức nhất quán của các kết quả lặp (thường ±σ hoặc 3σ).	Mục tiêu khoảng 1/10 dung sai.
Độ chính xác / tuyến tính	Độ lệch so với giá trị thật trên toàn dải.	Xác minh bằng mẫu chuẩn có chứng nhận.
Tốc độ lấy mẫu	Số lần đo mỗi giây.	Đủ mẫu cho mỗi chi tiết ở tốc độ dây chuyền.
Trôi theo nhiệt độ	Thay đổi kết quả theo nhiệt độ.	Quan trọng với dung sai chặt; kiểm soát hoặc bù.
Vật / cạnh nhỏ nhất	Vật hoặc khe nhỏ nhất phát hiện được.	Kiểm tra với chi tiết nhỏ nhất của bạn.
Ngõ ra	Analog, số, Ethernet, ngõ ra đánh giá.	Khớp tích hợp PLC và SPC.

Công cụ kỹ thuật

Tính trước khi chọn

Ước tính nhanh theo công thức tiêu chuẩn. Luôn xác nhận bằng thử nghiệm trên sản phẩm thật.

Công cụ tính dung sai → độ phân giải

Nhập dung sai và trường nhìn. Công cụ ước tính độ phân giải đo và kích thước điểm ảnh cần thiết cho phép đo bằng hình ảnh.

Tất cả công cụ tính trong trung tâm kiến thức

Hướng dẫn chọn

Nguyên lý nào cho việc gì?

Nguyên lý nào cho việc gì?
Yêu cầu	Khuyến nghị	Lý do / ghi chú
Đường kính trục hoặc dây trên dây chuyền chạy	Cảm biến xuyên tia telecentric	Nhanh, không nhạy vị trí.
Nhiều kích thước trên chi tiết phẳng	Camera + ống kính telecentric + đèn chiếu ngược	Mọi đặc điểm trong một ảnh.
Độ dày tấm hoặc bản	Hai cảm biến dịch chuyển đối diện	Hiệu số cho ra độ dày.
Độ dày kính hoặc màng	Cảm biến confocal	Đo được nhiều lớp.
Biên dạng đường keo, bậc hoặc mối nối	Laser profiler 3D	Toàn mặt cắt.
Chiều cao một điểm	Cảm biến dịch chuyển laser	Đơn giản và nhanh.

Các bước chọn

Liệt kê các kích thước và dung sai.
Chọn nguyên lý: bóng đổ, hình ảnh, tam giác hay confocal.
Kiểm tra độ phân giải và độ lặp lại cần thiết so với dung sai (quy tắc 1/10).
Bố trí đồ gá và cách đặt chi tiết — biến thiên vị trí làm tăng sai số.
Kiểm soát môi trường: nhiệt độ, rung, bám bẩn.
Hiệu chuẩn bằng mẫu chuẩn có chứng nhận và xác minh bằng nghiên cứu đo.
Tích hợp kết quả với PLC và kiểm soát quá trình thống kê.

Ví dụ

Ví dụ ứng dụng điển hình

Các cấu hình minh họa cho thấy linh kiện được kết hợp thế nào trong thực tế.

Ví dụ ứng dụng

Đường kính trục sau khi mài

Thách thức: Lấy mẫu thủ công bỏ sót độ trôi giữa các lần kiểm.
Cấu hình: Cảm biến xuyên tia telecentric đo mọi trục trên dây chuyền.
Kết quả: Đo 100% với dữ liệu xu hướng để bù mòn dao.

Ví dụ ứng dụng

Kích thước giá đỡ dập

Thách thức: Mười hai kích thước đo tay bằng thước kẹp.
Cấu hình: Ống kính telecentric, đèn chiếu ngược chuẩn trực, công cụ đo hình ảnh.
Kết quả: Mọi kích thước đo trong một ảnh trong thời gian chu kỳ.

Ví dụ ứng dụng

Đường kính cáp khi đùn

Thách thức: Phát hiện biến động đường kính quá muộn.
Cấu hình: Cảm biến xuyên tia với ngõ ra liên tục tới bộ điều khiển dây chuyền.
Kết quả: Phản hồi thời gian thực để điều khiển tốc độ đùn.

Lỗi thường gặp cần tránh

Nhầm độ phân giải với độ chính xác — màn hình nhiều chữ số không chứng minh độ chính xác.
Bỏ qua nhiệt độ: chi tiết và đồ gá giãn nở.
Đặt chi tiết kém: lỗi nghiêng và vị trí cộng thẳng vào kết quả.
Cửa sổ và ống kính bẩn trong môi trường dầu tưới nguội hoặc bụi.
Không có quy trình hiệu chuẩn với mẫu chuẩn truy xuất được.

Hỏi đáp

Câu hỏi thường gặp

Đo dưới điểm ảnh (sub-pixel) là gì?

Vị trí cạnh được tính từ chuyển mức xám qua nhiều điểm ảnh, cho vị trí mịn hơn một điểm ảnh. Độ chính xác đạt được phụ thuộc quang học, chiếu sáng và nhiễu.

Quy tắc 10:1 là gì?

Hướng dẫn phổ biến: độ phân giải đo nên khoảng một phần mười dải dung sai, để biến động đo chỉ chiếm phần nhỏ dung sai.

Thị giác máy có thay được máy CMM không?

Với kích thước 2D và một số kích thước 3D trên dây chuyền thì có. Với hình học 3D phức tạp dung sai rất chặt, máy đo tọa độ vẫn là chuẩn tham chiếu.

Bao lâu nên hiệu chuẩn một lần?

Xác định quy trình theo rủi ro: khi khởi động, sau thay đổi và định kỳ bằng mẫu chuẩn có chứng nhận.

Tiếp tục khám phá

Thị giác 3DLaser profiler, ánh sáng cấu trúc, stereo, ToF Ống kính công nghiệpTiêu cự cố định, telecentric, line-scan, macro, ống kính lỏng Phần mềm thị giácCông cụ không cần lập trình, SDK, học sâu, xử lý 3D Giải pháp theo ngànhĐiểm kiểm tra theo ngành

Chưa chắc cấu hình nào phù hợp?

Gửi sản phẩm và yêu cầu cho chúng tôi — kỹ sư sẽ thử trên mẫu thật và đề xuất cấu hình.

Yêu cầu thử mẫu Gửi email cho chúng tôi