石英摆片是石英挠性加速度计的组成核心,它能通过石英摆片的敏感性得到被测物体的速度、加速度和倾斜量等物理信息,因此石英摆片影响着石英加速度计的性能。由于石英挠性加速度计具有精度高,抗震能力强,功耗低、稳定性好等优点,在MEMS惯性加速度计家族中已被广泛应用于水下潜器(AUV)、无人机(UAV)、船舶、陆军地面车辆、战术导弹、潜艇等导航系统中。除此之外,在民用方面诸如油井钻探、大型桥梁修建方面石英挠性加速度计也被用到。而石英摆片质量的好坏对石英挠性加速度计有着决定性的影响,因此,对石英摆片的测量有着深远的意义。石英摆片的外形参数则决定了石英摆片的质量优劣,通过将测得的外形参数与理想值的对比来判断生产的石英摆片是否符合质量要求,进而将缺陷大的石英摆片排除掉。另一方面若石英摆片有着良好的外形参数,生产出的石英加速度计也有着较高的质量。因此,精确的测出石英摆片的外形参数具有十分重要的意义。本文寻求一种高精度的测量系统实现对石英摆片外形参数-圆心和半径的测量,用以评价石英摆片质量的好坏。本文的具体研究和实现过程如下:首先,介绍了现有的石英摆片测量方法及测量的内容,分析比较了不同方法在测量过程中的优点及存在的缺陷,阐述了石英摆片测量及图像测量概况。根据课题需要,设计了一套CCD半导体传感器的数据采集,PMAC运动控制的高精度测量系统,介绍了该系统的基本工作原理,并对系统不同结构的功能进行了简单分析。利用该系统,提出了石英摆片外形几何参数测量方法。其次,本文介绍了对石英摆片的图像测量,其中涉及到的图像处理方法包括图像平滑和二值化,边缘检测算法,重点介绍了Zernike矩的亚像素定位原理。然后根据上述用到的图像处理算法原理设计了一套高效的测量系统软件,实现了对石英摆片圆心及半径几何参数的测量。最后给出测量实验,并对系统作了标定,给出实验数据,通过对得到的外形几何参数的分析得出石英摆片的圆度性好,符合加工质量要求。最后对影响实验数据的各种因素进行了分析,并提出了系统中的不足和改进方案。