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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：岳梅学号：0712203265指导教师：李田泽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
2、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
3、，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、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
4、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VABSTRACTABSTRACTInmodernindustrialproduction,therearemanylargefilamentdiametermeasurementproblems.Beacausethecontactmeasurementofthem
5、icrometerwillcausethedeformationofthemeasuredfilaments,weofenusethemethodofresistancemeasurementandtheweighing.Butaccuracyofthesemethodsarelow,andtheycanonlymeasuretheaveragediameterofasectionoffilament.Inrecentyears,beacauseoftheapplicationofthelaser,therehasb
6、eenlaserscanningmethodandtheprojectionmagnificationmethod.Althoughitimplementsthenon-contactmeasurement,itsaccuracyisnothigh.Therefore,thisstudyusescharge-coupleddeviceCCDwhichhastheadvantagesofhighresolution,highsensitivity,highpixellocation,compactstructureto
7、designeanonlinereal-timeautomaticdetectionsystem.Itachieveshighaccuracy,rapid,damage-free,non-contactmeasurementonthefilamentdiameter.Ithasgreatsignificance.Linereal-timeautomaticdetectionsystemconsistsoflaseropticalsystem,linearrayCCDsensor,MCUcontrolsystemsan
8、dcomputerprocessingsystem.It'sworkingprocess:IuseHe-Nelaseraslightsource,andanewcharge-coupleddeviceastheopticalreceiver.AccordingtoFraunhoferdiffractiontheory,Thebeamfromth
