在線自動內(nèi)徑檢測儀的研制.pdf

1、在線自動內(nèi)徑檢測儀主要由激光光學系統(tǒng)、光電轉換系統(tǒng)、電機傳動系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)等組成。根據(jù)激光三角法測量原理，激光器發(fā)出的光束經(jīng)過光學系統(tǒng)處理后，入射到電荷耦合器件（CCD）的光敏面上，CCD形成視頻信號輸出，經(jīng)過預處理與二值化處理，模擬信號轉化為數(shù)字信號，最后經(jīng)USB接口送入計算機進行數(shù)據(jù)計算與顯示，實現(xiàn)內(nèi)徑尺寸的高精度、快速、免損、非接觸測量。研制儀器測量精度±10μm，分辨率4μm，重復性精度±5μm，測量范圍15～50mm

2、。
　　本論文研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面：
　　1.總體方案論證。本論文首先對在線自動內(nèi)徑檢測儀的總體方案、主要組成部分進行了詳細的分析與論證，闡述了基于CCD的激光三角法內(nèi)徑測量原理，并建立了數(shù)學模型；
　　2.光學處理系統(tǒng)研究。研究了一種雙光路系統(tǒng)，消除了激光光束的漂移，提高了光束的質(zhì)量；
　　3. CCD驅動電路研究。在CCD工作原理的基礎上，采用CPLD技術研究CCD驅動電路，該電路輸出波形滿足CCD時

3、序要求，設計周期短，靈活性高；
　　4.數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)研究。采用預處理電路，有效地抑制了電路噪聲并實現(xiàn)了CCD輸出視頻信號的放大；利用浮動閾值法，提高了二值化處理電路的精度；使用8253計數(shù)器對二值化輸出脈沖進行脈寬計數(shù)，確定光點移動的位置信息；通過單片機與上位機之間的USB通信接口電路，實現(xiàn)了上位機對內(nèi)徑測量值的實時處理、顯示與保存；
　　5.軟件設計。包括 CCD驅動電路、單片機控制與信號處理的軟件設計、USB固件和