钼丝线径测量仪的研制

摘要

本课题来源于金堆城钼业有限公司的技改项目。本文通过分析当前国内外线径测量系统的工作原理,结合金堆城钼业有限公司提出的技术要求,制定了一种基于投影放大法的钼丝线径测量总体方案,并设计出了一套符合工厂生产现状、满足工厂测量要求的钼丝线径测量设备,实现了钼丝生产过程中的高速、高精度的在线检测。 本文介绍了CCD传感器的工作原理以及其在非接触测量中的应用,阐明了线阵CCD非接触测量系统的组成以及需要解决的问题。本课题选用线阵CCD图像传感器TCD1502C作为系统的传感器,实现了非接触式测量：以大功率LED为光源设计并制作了照明系统,克服了传统线径仪光源寿命短、发光不稳定的缺点；采用EPROM方法完成了该传感器驱动的设计与调试；完成了数据处理电路以及二值化电路的设计与调试；完成了系统测量软件的设计与调试；完成了系统光路的设计与制作。 本论文中对仪器误差的来源进行了详细的分析,并提出了相应的改进方法；搭建起了测量系统,并对系统进行了标定；设计了一系列的实验,通过实验和数据处理得知本钼丝测量系统的稳定性良好,动态测量误差小于金堆城钼业有限公司提出的精度要求。 本测量系统的测量范围为0.5mm～4.0mm,动态测量的极限误差为±23.25μm,测量速度可达193次/秒,系统总体性能达到了金堆城钼业有限公司提出的技术要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

1.1国内外测径的主要方法

1.2国内外光电测径系统的发展现状

1.3钼丝生产和检测现状的介绍

1.3.1钼丝生产的一般流程：

1.3.2工厂对钼丝的检测指标

1.4本课题的任务

1.4.1钼丝线径测量仪的各项指标与主要功能：

1.4.2本课题在实际生产中的作用：

2钼丝线径测量仪方案设计与系统分析

2.1课题的方案设计

2.2钼丝线径测量仪的工作原理

2.3照明系统分析与设计

2.3.1照度匹配

2.3.2照明方法

2.3.3.照明系统的设计原则

2.3.4光源的选择及分析

2.4成像系统分析

2.4.1成像物镜的设计

2.4.2 CCD镜头的选择

3 CCD的工作原理与选型

3.1光电接收器件的选择

3.2线阵CCD器件的工作原理

3.2.1 CCD简介

3.2.2工作原理

3.3 CCD的特性参数

3.3.1转移效率η和转移损失率毛

3.3.2工作频率

3.4 TCD1502C介绍

3.4.1 TCD1502C的基本结构

3.4.2 TCD1502C的参数

4 CCD驱动电路分析与设计

4.1 TCD1502C驱动时序分析

4.2 CCD驱动方法

4.3 TCD1502C驱动设计

4.3.1驱动方法选择

4.3.2驱动设计

4.3.3驱动调试

5信号处理系统的分析与设计

5.1信号调理与放大

5.2信号的二值化处理

5.2.1常见二值化处理方案

5.2.2二值化处理电路的设计

5.3基于单片机数据采集系统设计

5.3.1数据采集系统硬件设计

5.3.2测量系统软件设计

6整机调试与误差分析

6.1系统误差分析

6.1.1本系统中包含的误差

6.1.2减小误差的措施

6.2系统搭建与实验

6.2.1系统搭建

6.2.2系统实验

7总结与展望

7.1投影法测量系统的特点

7.2结束语

致谢

参考文献

附录