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1、西安工业大学北方信息工程学院课程设计(论文)题目：细丝直径测试仪系别：专业：班级：学生：学号：任课教师：2013年10月1313基于CCD测量细铜丝直径系统设计摘要近年来，随着新型光电器件的不断涌现、单片机数据处理能力的提高和生产全面质量管理的要求，非接触式智能化仪器将逐步取代传统上的机械测量仪器本文设计了一套基于线阵CCD的非接触直径测量仪器，该装置可以对φ0.5mm～φ30mm的工件进行测量，测量精度为±5μm。本文论述了CCD光电尺寸测量装置的基本原理，分析了光学系统各部分的形式，采用柯拉照明和远心
2、光路成像，以保证成像质量和测量精度。用微分法提取被测工的边缘信息，详细论述了信号处理电路中的各个模块的实现方法，并将微分法处理电路和单片机控制系统作为重点。同时还给出了CCD测量直径系统的控制程序流程图及部分程序。通过实验得到测量结果，对几个重要参数进行了分析，最后就影响系统测量精度的几种主要误差进行了讨论，给出消除误差的方法，以便达到更高的测量精度。关键字：线阵CCD直径测量远心光路微分法MSP4301313ABSTRACTInrecentyears,alongwithnewoptoelectronic
3、devicesflowingoutcontinuously、thecapacityofMCUdataprocessingimproving,andtherequirementsofoverallproductionqualitymanagement,non-contactIntelligentmachineswillreplacethetraditionalmechanicalinstrumentsgradually.Inthispaper,Idesignedasetofportablenon-conta
4、ctmeasurementinstrumentsbasedonlineararrayCCD,whichcanmeasuretheworkpiecefromφ0.5mmtoφ30mm,withmeasurementprecision±5μm.Inthispaper,IdiscussedthebasicprincipleofCCDphotoelectricmeasurementdevices,analyzedtheformofpartsofopticalsystem,adoptKohlerilluminati
5、onandtelecentricbeampathdesigninordertoensureimagequalityandaccuracy.Adoptingdifferentialtheoryextractededgeinformationofmeasuredworkpiece,anddiscussedthesignalprocessingcircuitintherealizationofthevariousmodulesindetail,andmadethedifferentialprocessingci
6、rcuitryandsingle-chipcontrolsystemasemphases,atthesametimeIgavecontrolprogramflowchartofCCDdiametermeasurementsystemandrelatedpartsproceduresofit.Throughexperimentalmeasurementresults,Ianalyzedseveralimportantparameters,discussedseveralmajorerrorswhichinf
7、luencestheaccuracyofsystemintheend,gavethemethodofeliminationoferrors,inordertoachievehighermeasurementaccuracy.KeyWords:LineararrayCCDDiametermeasurementTelecentricopticalpathDifferentialtheoryMSP4301313目录1绪论11、1前言11、2基于CCD测径仪的发展现状国外发展现状11、3国内发展现状22测量原理和
8、方案论证32、1利用衍射法测量细铜丝直径32、2利用分光法测量细铜丝直径42、3采用远心光路成像测量直径52、4成像系统62、5设计方案的论证与选择采用73数字图像处理系统设计83、1数字图像处理系统设计83、2系统构成83、3块方向的选取83、4单位标定83、5细丝直径的获取93、6直径的测量94图像处理对测量精度的影响104、1标定误差104、2示值显示误差104、3误差合成104、5仪器误差105总结115、1设计总结1
