工业现代化的迅速发展，对测量和控制技术不断提出新的要求，激光在线测量技术因其非接触测量、速度快和精度高等优点具有广阔的前景。分析激光在线测量系统的特点，探讨优化结构和设计参数的一般方法，对进一步推广应用这类工业共性技术、提高现代工业装备水平具有重要意义。 针对需要对工件直径进行非接触在线检测的特定领域，基于激光差动扫描测量原理，设计差动扫描在线测量系统。通过对该系统的研究与探讨，在扫描光学系统结构、光电接口技术、测量与控制软件等系列关键技术中获得有益的研究结果。 深入分析和探讨差动扫描测量光学系统结构。对常用激光器的特性进行比较，选取氦氖激光器作为系统光源；使用Matlab软件对系统测量场光束大小进行仿真，获得扩束准直结构具体参数；分析差动扫描转镜结构特点，给出差动特征量选取的设计原则；对光电接收模块的光束接收范围进行了计算，指出了后接收模块结构设计的决定因素。最后对激光在线测量系统的误差进行了综合分析，并给出了进一步提高精度的措施。 结合差动扫描在线测量技术的特点与应用实际，分析和探讨了光电接口技术、测量与控制软件以及系统集成等系列关键技术。对其中的激光扫描信号边界检出方法进行了重点研究。在理论分析和EWB软件模拟仿真的基础上，设计实现了一种新型的扫描信号边界检出电路。并通过实验验证了该检出电路有自适应强，灵敏度高等优点。 使用Visual C++工具完成了上位机人机交互界面(GUI)软件设计。实现光电接口电路与上位机之间的串行数据通信；通过图形化处理，使测量结果及其变化趋势的显示更加直观、清晰；由上位机GUI对伺服电机的状态判定与组态控制，实现了测量接收模块的自动定位。