在线实时自动检测系统设计与分析

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时间:2018-07-20

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1、SHANDONGUNIVERSITY OF TECHNOLOGY毕业论文在线实时自动检测系统设计与分析学院:电气与电子工程学院专业:电子信息科学与技术学生姓名:学号:指导教师:2011年6月中文摘要摘要在现代工业生产中,存在着大量细丝直径的测量问题。由于测微仪等接触测量会引起被测细丝产生形变,工业上常采用电阻法和称重法测量,这类方法测量精度低,而且只能测量某一段细丝的平均直径。近年来,由于激光的应用,出现了激光扫描测量法和投影放大法,虽然实现了非接触测量,但测量精度不高。因此本研究采用具有高分辨率、高灵敏度、像素位置信息强、结构紧凑等优点的电荷耦合器件CCD,设计

2、一种在线实时自动检测系统,实现对细丝直径的高精度、快速、免损、非接触的测量,具有非常重要的意义。在线实时自动检测系统主要包括激光光学系统、线阵CCD传感器、单片机控制系统以及计算机处理系统;它的工作过程为:采用He-Ne激光器作为光源,利用新型电荷耦合器件作为光电接收装置,根据夫琅和费衍射原理,激光器发出的光束经过光学系统处理后,入射到电荷耦合器件CCD的光敏面上,经CCD形成视频信号输出,通过预处理与二值化处理,再把模拟信号转化为数字信号,最后经USB接口送入计算机进行数据计算与显示,实现细丝直径尺寸的测量;本论文研究的内容主要包括:总体方案论证、光学系统研究、

3、CCD驱动电路及CCD视频信号二值化处理电路研究、数据采集与处理系统研究、软件设计与误差分析;其中选用了TCD1206作为线阵CCD用于在线检测的传感器件,重点分析了TCD1206的驱动时序、设计了TCD1206的驱动电路和输出信号处理电路,对通用型单片机的各模块的功能进行了分析,同时对单片机的硬件系统进行了扩展,另外通过软件设计能有效地实现细丝直径的尺寸计算,并对可能造成的误差进行了分析,验证了方案的可行性。此测量系统具有工作稳定、精度高、分辨率高、非接触自动在线检测等特点,测量范围为20m~200m,测量精度为±1m。本设计可以解决细丝直径、超细孔径、超小障碍

4、物尺寸和光纤直径等测量问题。关键词:CCD,非接触测量,驱动电路,数据采集与处理VIABSTRACTABSTRACTInmodernindustrialproduction,therearemanylargefilamentdiametermeasurementproblems.Beacausethecontactmeasurementofthemicrometerwillcausethedeformationofthemeasuredfilaments,weofenusethemethodofresistancemeasurementandtheweighing

5、.Butaccuracyofthesemethodsarelow,andtheycanonlymeasuretheaveragediameterofasectionoffilament.Inrecentyears,beacauseoftheapplicationofthelaser,therehasbeenlaserscanningmethodandtheprojectionmagnificationmethod.Althoughitimplementsthenon-contactmeasurement,itsaccuracyisnothigh.Therefore

6、,thisstudyusescharge-coupleddeviceCCDwhichhastheadvantagesofhighresolution,highsensitivity,highpixellocation,compactstructuretodesigneanonlinereal-timeautomaticdetectionsystem.Itachieveshighaccuracy,rapid,damage-free,non-contactmeasurementonthefilamentdiameter.Ithasgreatsignificance.L

7、inereal-timeautomaticdetectionsystemconsistsoflaseropticalsystem,linearrayCCDsensor,MCUcontrolsystemsandcomputerprocessingsystem.It'sworkingprocess:IuseHe-Nelaseraslightsource,andanewcharge-coupleddeviceastheopticalreceiver.AccordingtoFraunhoferdiffractiontheory,Thebeamfromthelasertre

8、atmen

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