基于衍射法测量细丝直径CCD系统设计.docxVIP

基于衍射法测量细丝直径的CCD系统设计 摘 要 近些年来，伴随着半导体技术与光电子学科技的迅速发展，在各个领域中广泛应用着大量光电器件。其中，电荷耦合器件（CCD）由于具有光电转换、像元尺寸小、几何精度高、性能稳定等优点，被大量用于非接触式直径测量领域。相对于接触式的直径测量方式，非接触直径测量具有测试速度快，精度高，对环境要求低等特点，因此使用范围较广。 本文对基于线阵CCD的非接触直径测量系统进行了较为全面的研究，并结合本课题的特点（测量细丝直径），提出了适合本课题的具体设计方案，在课题研究过程中，本文主要完成了以下几个工作：介绍了非接触直径测量的国内外发展现状及发展趋势。通过对线阵CCD特性及工作原理的分析，设计了一种基于线阵CCD非接触直径测量系统。 [1] 关键字：线阵 CCD 直径测量 衍射法 目 录  TOC \o 1-3 \h \z \u  HYPERLINK \l _Toc466904543 1 绪论  PAGEREF _Toc466904543 \h 1  HYPERLINK \l _Toc466904544 1.1前言  PAGEREF _Toc466904544 \h 1  HYPERLINK \l _Toc466904545 1.2基于CCD测径仪的国内外发展现状  PAGEREF _Toc466904545 \h 2  HYPERLINK \l _Toc466904546 2 测量原理和方案论证  PAGEREF _Toc466904546 \h 3  HYPERLINK \l _Toc466904547 2.1驻波测量导电金属细丝直径[4]  PAGEREF _Toc466904547 \h 3  HYPERLINK \l _Toc466904548 2.2衍射法测量细丝直径[5]  PAGEREF _Toc466904548 \h 4  HYPERLINK \l _Toc466904549 2.3双光束干涉法测量细丝直径[ 6]  PAGEREF _Toc466904549 \h 4  HYPERLINK \l _Toc466904550 小结  PAGEREF _Toc466904550 \h 6  HYPERLINK \l _Toc466904551 3 计算机程序设计  PAGEREF _Toc466904551 \h 6  HYPERLINK \l _Toc466904552 3.1系统的软件设计  PAGEREF _Toc466904552 \h 6  HYPERLINK \l _Toc466904553 3.2软件流程框图  PAGEREF _Toc466904553 \h 7  HYPERLINK \l _Toc466904554 3.2数据转换模块的设计  PAGEREF _Toc466904554 \h 8  HYPERLINK \l _Toc466904555 3.3显示及报警模块的设计  PAGEREF _Toc466904555 \h 8  HYPERLINK \l _Toc466904556 3.6系统程序  PAGEREF _Toc466904556 \h 10  HYPERLINK \l _Toc466904557 4 精度分析  PAGEREF _Toc466904557 \h 11  HYPERLINK \l _Toc466904558 4.1差分放大电路  PAGEREF _Toc466904558 \h 11  HYPERLINK \l _Toc466904559 4.2光学系统对测量精度的影响分析  PAGEREF _Toc466904559 \h 11  HYPERLINK \l _Toc466904560 4.2.1衍射  PAGEREF _Toc466904560 \h 11  HYPERLINK \l _Toc466904561 4.2.2环境光扰动  PAGEREF _Toc466904561 \h 12  HYPERLINK \l _Toc466904562 4.3信号处理电路对测量精度的影响分析  PAGEREF _Toc466904562 \h 12  HYPERLINK \l _Toc466904563 4.4零点漂移对测量精度的影响  PAGEREF _Toc466904563 \h 12  HYPERLINK \l _Toc466904564 4.5被测工件的均匀性