基于激光CCD技术的回转台动态倾角测试系统的研制

摘要

本课题就是要配合研制国产全自动X射线石英晶片角分类机的需要，研制这样一种基于CCD技术的回转台动态倾角测试系统。通过对面阵CCD和线阵CCD的特性分析以及在激光非接触测量的应用特点，设计了采用激光技术与线阵CCD传感器有机结合的精密回转台二维误差的测量方案。主要工作涉及三个方面：光学系统设计、机械结构设计、单片机数据采集和处理。光学系统设计部分，主要研究了激光的特性和激光的准直与聚焦的理论，并按照倒望远镜的原理设计了半导体激光器的准直与聚焦系统以及激光分束系统；测试了CCD图像传感器应用性能、特性参数等，并进行了CCD图像传感器在采用激光光源条件下的应用实验。在机械结构设计中，设计透镜固定调节结构、棱镜固定结构和CCD板的固定结构。在单片机数据采集与处理系统中，设计基于线阵CCD的信号采集硬件系统，包括CCD信号的二值化模块、频率测量模块和D/A输出模块，并设计了相应的测试软件。

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第一章绪论

1.1课题的提出

1.2课题的研究领域发展和现状

1.3相关领域的发展

1.3.1非接触测量是精密测量技术的重要发展方向

1.3.2.激光测量

1.3.3.激光CCD技术

1.4课题的主要工作内容

第二章测量系统总体方案

2.1测量方案的提出

2.2检测系统与检测方案

2.2.1系统分析

2.2.2检测媒介和光源

2.2.3检测传感器

2.2.4测量方案

第三章光学系统与机械装置设计

3.1光学基本原理与检测原理

3.1.1光学基本原理

3.1.2光学检测原理

3.2光学系统设计

3.2.1设计数据

3.2.2安装调试说明

3.3光学系统机械结构设计

3.3.1 Solidworks软件的介绍

3.3.2结构设计与零部件

第四章电路部分与数据采集

4.1电路总体设计

4.2芯片与驱动电路

4.2.1芯片介绍

4.2.2驱动器

4.3信号二值化

4.3.1 CCD信号特征

4.3.2信号二值化处理电路

4.4二值化数据采集与计算机接口

4.5数据采集及输出模块

第五章系统测量精度分析

5.1影响测量精度因素

5.2提高系统测量精度的方法

5.2.1在硬件设计中改进系统测量精度措施

5.2.2在软件设计中提高系统测量精度方法

第六章结论和展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢