（论文 字数：6847页数：13）摘要：CCD在各个高科技领域得以迅速应用。CCD全称为电荷藕合器件，CCD本身有自扫描、高分辨率、高灵敏度、结构紧凑等特点。由于CCD具有非接触性测量、分辨率高等方面的特点，因此CCD器件在物体外型测量、表面检测、图像传真、智能传感等方面得到了广泛的应用。另外，CCD测量速度快，所以不仅可用于静态测量，还可用于动态在线检测或识别零件，因此CCD技术在高精度的在线检测系统中应用也越来越多。在我国，从80年代中期便开始逐渐应用CCD检测技术，并已部分运用到了各种自动化检测领域。现代加工技术发展迅速，自动化程度、加工精度不断提高，相应的对检测设备也提出了新的要求，如高精度，自动化，在线检测等等，新技术，新工艺，新项目对大直径尺寸高精度测量技术提出了越来越高的要求。在当今国内工业中对直径的测量大多还是采用千分尺等落后的接触式的方法，不但效率不高而且精确度不够，更少有确切的数据库记录。针对工业中用千分尺人工对工件直径测量的落后方法，利用线阵CCD对直径实现精密测量的系统进行了设计。该系统基于光学系统无接触性测量的基本原理，运用光学测量的理论和一般方法，设计并讨论了在实际运用中存在的问题及解决办法。
为了探索CCD图象传感器在尺寸检测方面的应用性能、特性参数以及相关测控系统硬件系统的设计特点，从而为今后研制基于线阵CCD的宽范围尺寸测量系统作好理论和实验准备。
由于激光光源具有高亮度、相干性好、方向性好，并能产生很好平行光的特点。测长系统采用激光技术与CCD技术有机结合的方案。方案主要有三个方面的工作:光学部分设计、机械结构设计、电路控制部分设计。光学部分的内容有激光器的选择、激光扩束系统设计等。机械部分主要是相关传感器的支撑结构设计，包括燕尾导轨设计、激光器固定座的设计等 。电路控制部分主要有CCD芯片选择、CCD输出信号的二值化处理、单片机数据采集及处理等等。

关键词：CCD 数据采集,单片机

目录

一、 引言 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••1
二、 设计目的 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••1
三、 设计内容•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••1
3.1 测径系统的总体结构 ••••••••••••••••••••••••••••1
3.2 测径系统的基本测量原理 ••••••••••••••••••••••••2
3.2.1 直径的计算••••••••••••••••••••••••••••••2
3.2.2 工件边缘点的确定••••••••••••••••••••••••2
3.2.3 驱动电路的选择••••••••••••••••••••••••••3
3.3 测量中遇到的问题和相应解决办法•••••••••••••••3
3.3.1 光源光线的不均匀性•••••••••••••••••••••••3
3.3.2 直径值跳动的处理••••••••••••••••••••••••4
3.3.3 信号处理电路••••••••••••••••••••••••••••5
3.4 系统测量结果及精度分析 •••••••••••••••••••••••••••5
四、结束语•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••6
五、设计心得••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••7
六、参考文献•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••7

一、引言
在当今国内工业中对直径的测量大多还是采用千分尺等落后的接触式的方法，不但效率不高而且精确度不够，更少有确切的数据库记录。现代加工技术发展迅速，自动化程度、加工精度不断提高，相应的对检测设备也提出了新的要求，如高精度，自动化，在线检测等等，新技术，新工艺，新项目对大直径尺寸高精度测量技术提出了越来越高的要求。针对工业中用千分尺人工对工件直径测量的落后方法，利用线阵CCD对直径实现精密测量的系统进行了设计。该系统基于光学系统无接触性测量的基本原理，运用光学测量的理论和一般方法，设计并讨论了在实际运用中存在的问题及解决办法。