在线自动内径检测仪主要由激光光学系统、光电转换系统、电机传动系统、数据采集与处理系统等组成。根据激光三角法测量原理,激光器发出的光束经过光学系统处理后,入射到电荷耦合器件(CCD)的光敏面上,CCD形成视频信号输出,经过预处理与二值化处理,模拟信号转化为数字信号,最后经USB接口送入计算机进行数据计算与显示,实现内径尺寸的高精度、快速、免损、非接触测量。研制仪器测量精度±10μm,分辨率4μm,重复性精度±5μm,测量范围15-50mm。本论文研究内容主要包括以下几个方面：1.总体方案论证。本论文首先对在线自动内径检测仪的总体方案、主要组成部分进行了详细的分析与论证,阐述了基于CCD的激光三角法内径测量原理,并建立了数学模型；2.光学处理系统研究。研究了一种双光路系统,消除了激光光束的漂移,提高了光束的质量；3.CCD驱动电路研究。在CCD工作原理的基础上,采用CPLD技术研究CCD驱动电路,该电路输出波形满足CCD时序要求,设计周期短,灵活性高；4.数据采集与处理系统研究。采用预处理电路,有效地抑制了电路噪声并实现了CCD输出视频信号的放大；利用浮动阈值法,提高了二值化处理电路的精度；使用8253计数器对二值化输出脉冲进行脉宽计数,确定光点移动的位置信息；通过单片机与上位机之间的USB通信接口电路,实现了上位机对内径测量值的实时处理、显示与保存；5.软件设计。包括CCD驱动电路、单片机控制与信号处理的软件设计、USB固件和设备驱动程序以及上位机控制界面的实现；6.测量试验与误差分析。使用该仪器进行了实时测量,实验数据表明该仪器达到课题精度要求,具有较高可靠性,同时本论文对仪器误差进行了分析,提出了采用数学形态学的方法进行去噪处理等措施,改善了仪器精度；7.总结了本论文的主要研究工作,对在线自动内径检测仪的后续研究作了展望。