基于线阵CCD的钢丝直径测量系统研究

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线阵CCD是一种结合光、机、电和计算机的高新技术半导体光电传感器,它的技术特点是:精度高、非接触测量、便携灵活;由于这些技术特点使得线阵CCD在图像处理和工业检测领域中得到了广泛的应用。本论文的研究背景是对钢丝进行非接触式测量,选择合适直径的钢丝,用于工程应用中的提升设备中。确保钢丝的抗磨损腐蚀、抗拉和疲劳性能,对于提升仪器的正常运作来说是一个关键性的问题。本文在详细分析了线阵CCD的工作原理的基础上提出了一种基于线阵CCD对钢丝直径进行非接触式测量,利用STM32103CX处理器丰富的外设资源和强大的片内运算处理能力进行数据采集及后续运算处理,并且配备了键盘输入、液晶显示及蜂鸣器等外围装置,不仅可以实现精确的测量和液晶实时显示测量结果,还可以通过键盘输入标准范围,超出此范围便通过蜂鸣器进行警报并且将不合格件自动筛选。整个系统主要可以划分为四个模块:以高亮度大功率LED白灯作为照明光源,配备光学玻璃凸透镜进行聚光辅助的光学照明模块;以复杂可编程逻辑器件(CPLD)对线阵CCD进行驱动,输出同步采样时钟给高速A/D的驱动模块;线阵CCD的输出信号经过差分放大电路预处理后,再进入高速A/D进行模数转换的转换模块;最后,将转换得到的数字量送入以ARM为处理器的处理系统中进行运算处理,将运算结果实时进行液晶显示的数据处理模块。本文对系统的硬件电路进行了调试和性能测试,编写了驱动CCD、数据采集和运算的程序,并进行了仿真实验得到结果后给出了实验分析,验证了系统的可靠性和实时性,对应用线阵CCD进行几何量测量的应用奠定了基础。
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