在線自動(dòng)內(nèi)徑檢測(cè)儀的研制.pdf

1、在線自動(dòng)內(nèi)徑檢測(cè)儀主要由激光光學(xué)系統(tǒng)、光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、電機(jī)傳動(dòng)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(cè)量原理，激光器發(fā)出的光束經(jīng)過光學(xué)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(hào)輸出，經(jīng)過預(yù)處理與二值化處理，模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，最后經(jīng)USB接口送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算與顯示，實(shí)現(xiàn)內(nèi)徑尺寸的高精度、快速、免損、非接觸測(cè)量。研制儀器測(cè)量精度±10μm，分辨率4μm，重復(fù)性精度±5μm，測(cè)量范圍15～50mm

2、。
　　本論文研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：
　　1.總體方案論證。本論文首先對(duì)在線自動(dòng)內(nèi)徑檢測(cè)儀的總體方案、主要組成部分進(jìn)行了詳細(xì)的分析與論證，闡述了基于CCD的激光三角法內(nèi)徑測(cè)量原理，并建立了數(shù)學(xué)模型；
　　2.光學(xué)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(qū)動(dòng)電路研究。在CCD工作原理的基礎(chǔ)上，采用CPLD技術(shù)研究CCD驅(qū)動(dòng)電路，該電路輸出波形滿足CCD時(shí)

3、序要求，設(shè)計(jì)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(yù)處理電路，有效地抑制了電路噪聲并實(shí)現(xiàn)了CCD輸出視頻信號(hào)的放大；利用浮動(dòng)閾值法，提高了二值化處理電路的精度；使用8253計(jì)數(shù)器對(duì)二值化輸出脈沖進(jìn)行脈寬計(jì)數(shù)，確定光點(diǎn)移動(dòng)的位置信息；通過單片機(jī)與上位機(jī)之間的USB通信接口電路，實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)對(duì)內(nèi)徑測(cè)量值的實(shí)時(shí)處理、顯示與保存；
　　5.軟件設(shè)計(jì)。包括 CCD驅(qū)動(dòng)電路、單片機(jī)控制與信號(hào)處理的軟件設(shè)計(jì)、USB固件和