非接(jiē)觸式三次元測量儀的檢測原理核心是通(tōng)過非接觸傳感器(如光學、激光等)捕捉物體表(biǎo)麵的空間信息,結合機械運動係統和算法,將二維或三維數(shù)據轉化為精確的(de)坐標參(cān)數(shù),最終實現對物(wù)體尺寸(cùn)、形狀、位置等參數的測量。不同類型的傳感器對應不同的技術原理,具體如下:

1. 光(guāng)學成像與立體視覺原理
這是視覺類非接觸測量(liàng)儀(yí)的(de)核心原理,利用光學成像和幾何算法還原三維信息(xī),常見技術包括:
單目視覺(jiào) + 運(yùn)動重建:
單台(tái)高分辨率相機通過在不同(tóng)位置(zhì)拍攝物(wù)體的多張二維圖像,結合相機自身的運動軌跡(由(yóu)測量儀的 X、Y、Z 軸移動記(jì)錄),利用三角測量法計算物體表麵各點的三維坐標。類似於人眼通過移動視角感知物(wù)體深度。
雙目 / 多(duō)目(mù)立體視覺(jiào):
多台相機從不同角度同(tóng)時(shí)拍攝物體(tǐ),通過比對不同(tóng)圖像中同一特征(zhēng)點的位置偏差(chà)(即 “視差”),結合相機間的已知距離(基線距),利用立體匹配算法計算(suàn)該(gāi)點(diǎn)的深度信息,進而構建三維模型。原理與人的(de)雙(shuāng)眼視(shì)覺形成立體感一致。
結構(gòu)光投(tóu)射技術:
向物體表麵投射預設的光學圖(tú)案(如條紋(wén)、網格(gé)、隨機散斑(bān)),圖案因物體表麵的凹凸而發生變形。相機捕捉變形後的圖案,通過分(fèn)析圖案的扭曲程度(如條紋間距變化),結合投射器與相機的位(wèi)置關(guān)係,計算出各點的高度差,最終重建三維輪廓。
例如:條紋投射時,物體凸(tū)起處會使條紋提前 “彎曲”,通過算法可反(fǎn)推出(chū)凸起(qǐ)的高度。
2. 激光掃描原理
激光類非接觸測量儀通過激光束(shù)與物(wù)體表(biǎo)麵的交互獲取(qǔ)三維(wéi)坐標,主要(yào)分為:
點激光掃(sǎo)描:
激光發射器發射一束聚焦激光(點光源)照(zhào)射物體表麵(miàn),反射光被接收(shōu)器(如 CCD 相機)捕捉。根據激光發射方向與接收方向的夾角,結合發射器與接收器的固定距離(基線),利用三角(jiǎo)公(gōng)式計算出激光照射點的三維坐標(X、Y、Z)。測量儀的機械(xiè)軸帶(dài)動激光頭或工件移動,逐點掃描即可獲取物體表麵的完整數據。
線激光掃(sǎo)描:
激光發射器通過光學元件將激光束擴成一條(tiáo)激光線(線光源),同時照射物體表麵的一條線段。相機同步拍攝激光線(xiàn)在物體表(biǎo)麵的變形圖像,通過分析線上各點的位(wèi)置偏(piān)差,一次性計算出整條線(xiàn)上所有點的(de)三維坐標。配合機械軸的連續移動,可(kě)快速獲取大(dà)麵(miàn)積的三(sān)維點雲數據,效(xiào)率遠高於點激(jī)光。
3. 其他輔助原理
相位測量原(yuán)理:
部分結構光或激光測量儀會使用(yòng) “調(diào)製(zhì)光”(如正弦波條紋),通過分析反射光的相位變化來計算物體表麵的(de)深度。相位差與深度呈線性關係,精度可(kě)達微米級,適合高精度曲(qǔ)麵測量。
共聚焦原理:
針對(duì)微觀結構(如半導體芯片、光學鏡片),采用共聚焦傳感器,通過聚焦透鏡將單(dān)色光聚(jù)焦到物(wù)體表麵某一點,隻(zhī)有該點(diǎn)的反射光能通過針孔濾鏡被接收。通過移動(dòng)聚焦位置(zhì)(Z 軸方向),找到反射光最強的點(即焦點),記錄該點的 Z 坐標(biāo),實現納米級的高(gāo)精度測量。