激光测径仪直径测量系统是如何研发的

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根据直径精密测量的要求，本文分析了两种常用的测量方案，设计了一种以AT89C51单片机为核心、利用单片机完成数据采集和传送的直径测量系统。试验结果表明本实时系统测量精度高、工作稳定。

　　由于单片机具有可靠性高、体积小、抗干扰能力强、易产品化等优点，CCD系统一般运用单片机来进行控制，这样可以使系统结构紧凑，操作简单，成本低廉。

　　本系统采用线阵CCD-TCD1501D，线阵CCD驱动器含CCD驱动、滤波、放大以及二值化等功能。其运行所需要的移位脉冲和转移脉冲由CPLD时序驱动电路产生。输出有四路信号，分别为SH(转移脉冲)、SP(采样脉冲)、DO(二值化输出)、AO(像源视频输出信号)。

　　光源发出的光一部分被圆柱遮挡，另一部分则经光学镜头形成了圆柱轮廓的“像”。线阵CCD图像传感器将“像”的尺寸信息转化为一行视频信号。该视频信号通过二值化电路处理后，形成了包含有透光部分尺寸信息的二值化CCD视频信号。

　　N是记录的脉冲个数，在SP脉冲的控制下，像元输出端OS将每个像元的视频信号依次输出来，所以我们记录SP的个数。被测处透光部分的尺寸应该是L=N?m，式中，N是被遮挡部分在CCD上所成“像”覆盖CCD像素的个数，m为CCD图像传感器像素中心距。检测系统用CCD驱动电路提供的SP作为计数脉冲。其优点在于它的频率同CCD数据输出频率相同，一个脉冲相当于一个像素。

　　在以PC机为控制中心的数据采集自动化系统中，单片机用于数据的采集，然后用异步串行通讯的方式传到PC机，PC机对单片机进行控制。

　　CCD在机械自动化系统中的应用将越来越广泛，将更多用于在线测量方面，以减少测量误差、降低劳动强度和提高劳动效率。单片机作为CCD测量系统中的主要控制部件，随着处理器功能的不断强大，发展的方向是利用更有效的软件来代替硬件进行工作。应用于CCD及单片机生产的测径仪能够有效的完成外径尺寸的测量。

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