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线阵CCD测径系统电路设计

电子技术应用 2005年第11期31卷 50-52页

作者：杜琳琳马云张鹏陈曾平国防科技大学ATR国家重点实验室湖南长沙410073

研究了线阵CCD测径系统的硬件设计。从CCD传感器的电荷产生、转移原理入手,针对CCD传感器的信号特点进行系统硬件设计,完成CCD的驱动电路、信号放大电路、A/D转换电路、数据存储电路及与计算机的数据通信,将CCD表面的亮度变化再现于计... 详细信息

研究了线阵CCD测径系统的硬件设计。从CCD传感器的电荷产生、转移原理入手,针对CCD传感器的信号特点进行系统硬件设计,完成CCD的驱动电路、信号放大电路、A/D转换电路、数据存储电路及与计算机的数据通信,将CCD表面的亮度变化再现于计算机上。测试结果表明,该系统成功实现了CCD的光电转换、串行数据输出、数据采集与显示,能够用于工业生产中的长度测量。

关键词： CCD传感器相关双采样像素势阱线阵CCD 测径系统电路设计系统硬件设计信号放大电路 A/D转换电路

双光路激光测径系统（D35）光学设计与集成

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双光路激光测径系统（D35）光学设计与集成

作者：王启安沈阳理工大学

学位级别：硕士

随着中国工业技术的快速发展,对工业流程生产产品的加工精度也有越来越高的要求。漆包线、金属丝、电缆、光缆以及管材、轴类等圆柱体加工产品是当今工业生产过程中最常见的一种加工产品,而这一大类圆柱体产品质量缺陷和参数偏差将会带... 详细信息

随着中国工业技术的快速发展,对工业流程生产产品的加工精度也有越来越高的要求。漆包线、金属丝、电缆、光缆以及管材、轴类等圆柱体加工产品是当今工业生产过程中最常见的一种加工产品,而这一大类圆柱体产品质量缺陷和参数偏差将会带来严重的资源浪费和经济财产损失等问题,而外径尺寸是这一大类圆柱体产品加工的一项重要质量指标,所以精确测量这类产品外径对于控制产品质量从而控制社会资源浪费具有重要的现实意义。测量外径的常见方法有接触式测径方法和非接触式测径方法。而外径的接触式测量在很多测量条件下并不适用,而且容易造成被测件磨损、形变等问题。电缆、光缆、轴类等圆柱体加工产品的非接触式测量方法国内外有诸多研究,但普遍存在测量精度不足和整体外径测量系统结构过于复杂的问题。本文题针对这两个问题设计研制双光路激光测径系统,主要工作如下:1.采用光机电算一体化的设计思路,实现双光路激光测径系统的整体设计,利用几何方法估算双光路激光测径系统测量范围,以测量圆柱体被测件时每个光路阴影边界的上升沿和下降沿作为变量,以线阵CCD感光区域的尺寸作为变量限定条件,将测量范围问题转化为多元函数求解最值的问题。最终确定双光路激光测径系统测量范围约为35mm,因而取名为D35,即为以实现35mm不透明圆柱体加工产品的精确测量为目标的双光路激光测径系统。2.通过对激光光源、光电传感器CCD(电荷耦合器件)和镀膜玻璃进行光学设计,双光路激光测径系统在每个光路上都采用具有一定发散角的红外半导体激光器作为光源,线阵CCD作为光电传感器接收光信号,并将其转换为电信号。在每个光路激光光源与线阵CCD之间,利用机械卡槽装备光学镀膜的K9玻璃。再经过滤波、信号放大电路以及模数转换电路等转变为数字信号传输到主控电路板,采用STM32作为主控芯片进行处理运算与控制,从而集成为双光路激光测径系统。3.双光路激光测径系统评测,采用6mm不透明圆柱体标准棒、15mm不透明圆柱体标准棒、24mm不透明圆柱体标准棒作为实验对象,分为三个测量区间,分析处理测量结果,为创造误差影响更小的测量环境准备充分条件。双光路激光测径系统无需诸如透镜、反射镜等大量的光学元件,也不需要复杂的机械机构和传动机构,因而使得测径系统结构复杂性降低。实验数据表明,采用了光学镀膜的双光路激光测径系统测量的整体误差范围在±4μm以内,达到了精确测量圆柱体加工产品的外径参数的目的。

关键词：激光测径光电测量非接触式测量测径系统

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激光半焦斑边缘检出法测径系统

基础自动化 2000年第4期7卷 55-58页

作者：吕海宝杨华勇徐涛周卫红湖南长沙国防科技大学机电工程及自动化学院湖南长沙410073

在分析传统半光强法的基础上 ,通过计算机仿真提出了激光半焦斑边缘检出法 ,介绍了一种采用激光半焦斑边缘检出法的光电测径系统及其相关的技术要点。分析并修正了系统误差 ,从而实现了对不同材料、不同加工方法和不同表面处理工件的精... 详细信息

在分析传统半光强法的基础上 ,通过计算机仿真提出了激光半焦斑边缘检出法 ,介绍了一种采用激光半焦斑边缘检出法的光电测径系统及其相关的技术要点。分析并修正了系统误差 ,从而实现了对不同材料、不同加工方法和不同表面处理工件的精密测量。系统的设计量程为 10 0mm ,边缘检出灵敏度为 0 32μm ,测量不确定度为 2σ≤ 3μm。

关键词：误差修正激光半焦斑边缘检出法测径系统

基于Cortex-A9和线阵CCD的测径系统设计

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基于Cortex-A9和线阵CCD的测径系统设计

作者：袁小涛河北大学

学位级别：硕士

在线材和管材生产过程中,外径是质量控制的重要指标。随着国内生产技术的不断发展,自动化生产线的生产速度得到了很大提升,因此对外径测量技术提出了更高的要求,要求测量设备能够实时、快速、稳定的对产品外径进行多角度自动化测量。通... 详细信息

在线材和管材生产过程中,外径是质量控制的重要指标。随着国内生产技术的不断发展,自动化生产线的生产速度得到了很大提升,因此对外径测量技术提出了更高的要求,要求测量设备能够实时、快速、稳定的对产品外径进行多角度自动化测量。通过对嵌入式技术和线阵CCD应用技术的研究,本论文设计了基于cortex-A9和线阵CCD的非接触实时测径系统,主要用于外径无损在线测量,以提高测量速度保证产品质量。本论文设计的测径系统采用模块化设计,主要包含两个部分:下位机数据采集部分和上位机数据处理部分。（1）设计下位机数据采集部分时,首先对CCD的时序特性进行了分析,然后对多种CCD驱动方法进行比较,最终选择FPGA驱动方案。利用FPGA器件内部丰富的数字逻辑资源实现CCD驱动时序的设计,得到严格的时序波形,同时控制AD芯片对输出信号进行转换,使用梯度法对边界像元坐标进快速定位,提取出被测物在CCD上投影的左右边沿像素点,制定通信协议进行上传。（2）上位机数据处理部分基于S5P4418处理器设计了其硬件电路,包括电源模块、外部接口模块、显示模块等;软件方面移植了Linux操作系统,使用Qt语言编写了上位机应用程序,实现了测量数据的接收、计算、超差报警和本地存储。上位机和下位机之间通过串口进行数据传输,上位机最多可接入四路下位机进行同步测量,用户可根据实际需求对应用程序进行设置,选择单镜头单通道、双通道、四通道和双镜头单通道、双通道等多种测量模式。本论文设计的基于Cortex-A9和线阵CCD的测径系统部署灵活快捷、人机交互友好,可根据实际的应用测量场景对测量通道数目和测量范围进行灵活配置,实现非接触式测量避免对测头和被测物产生磨损,具有较高的测量精度和测量速度,本设计方案在生产线实时外径测量中具有应用价值。

关键词：线阵CCD Cortex-A9 测径系统 Linux

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激光微机测径系统的设计与实现

电脑应用技术 1995年第35期 6-11页

作者：陈云洽陈学泮

本文介绍了以８０３１单片机为核心构成的激光微机测径系统。这种以激光扫描和影纹测量原理为基础的新型检测装置是全自动拉管生产线的核心部件。文中阐述了系统的功能特点、系统的工作原理和设计方法、系统硬件结构和软件设计。

关键词：激光测径系统微机设计

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基于线阵CCD测径系统检测电路设计

科技信息 2009年第3期 496-497+480页

作者：王松韩军邬晶西安工业大学光电工程学院

利用线阵CCD为光电转换器件,以单片机为控制核心的非接触式径度测量系统。该系统采用AT89C2051小型单片机产生稳定、精确的实时驱动脉冲,使整个驱动电路体积小、速度快,提高了电路的可靠性。由线阵CCD输出的视频信号经二值化电路处理,... 详细信息

利用线阵CCD为光电转换器件,以单片机为控制核心的非接触式径度测量系统。该系统采用AT89C2051小型单片机产生稳定、精确的实时驱动脉冲,使整个驱动电路体积小、速度快,提高了电路的可靠性。由线阵CCD输出的视频信号经二值化电路处理,完成对视频信号的滤波、视频放大。输出检测信号经AT89C51同步计数,并设计了与上位机的通讯接口,实现测量值的储存和显示。对单片机控制部分进行了硬件设计和编程调试,理论分析及实验表明,采用线阵CCD为光电转换器件的非接触测量径度法的有效性。

关键词：线阵CCD 测径系统时序驱动二值化处理

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CCD高精度测径系统的研究

太原理工大学学报 2002年第5期33卷 506-509页

作者：苏波王纪龙王云才太原理工大学理学院

设计了数据采集电路 ,把物方远心光路应用在测径系统中 ,提出了一种利用多项式插值精确测量物体尺寸的方法。讨论了影响 CCD测量精度的各种因素。

关键词：线阵CCD 测径系统远心光路孔径光阑测量精度光电检测电荷耦合器件

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基于ARM的线阵CCD测径系统的设计

电脑知识与技术 2016年第4期12卷 257-259页

作者：刘逸帆金穗晨凌林霍红林南京航空航天大学金城学院自动化系江苏南京211000

设计了基于ARM的线阵CCD的测径系统。介绍了线阵CCD测径系统的原理,详细介绍了系统的硬件组成原理。采用ARM处理器实现对线阵CCD时序脉冲的驱动。采用液晶显示屏显示待测工件的尺寸。系统配有上位机接口,可实现实时图像的显示。最后给... 详细信息

设计了基于ARM的线阵CCD的测径系统。介绍了线阵CCD测径系统的原理,详细介绍了系统的硬件组成原理。采用ARM处理器实现对线阵CCD时序脉冲的驱动。采用液晶显示屏显示待测工件的尺寸。系统配有上位机接口,可实现实时图像的显示。最后给出系统的软件设计流程。

关键词：线阵CCD ARM 测径系统

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ORBIS测径系统在高速线材轧机上的应用

宝钢技术 1999年第6期 50-53页

作者：楼华上海宝钢研究院

从系统结构、工作原理、软件功能等方面分析了旋转式光学线材测径系统。该系统在微处理器控制下 ,光学头围绕高速行进中的赤热线材转动 ,将线材直径的阴影成像在固体摄像机的线性CCD图象传感器上 ,通过光电转换 ,获得高精度的线材横截... 详细信息

从系统结构、工作原理、软件功能等方面分析了旋转式光学线材测径系统。该系统在微处理器控制下 ,光学头围绕高速行进中的赤热线材转动 ,将线材直径的阴影成像在固体摄像机的线性CCD图象传感器上 ,通过光电转换 ,获得高精度的线材横截面的冷态 (2 0℃ )尺寸。介绍了该系统的线材横截面图像显示、信息存储、数据分析、自测试和校验等功能。对其提出了进一步改进的设想 ,以增强系统的性能。

关键词：轧机高速线材轧机测径系统