钢板厚度测量---光电仪器课程设计

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1、 课程设计（论文）课程设计（论文） 题目：钢板厚度测试仪 系系 别：别： 专专 业：业： 班班 级：级： 学学 号：号： 姓姓 名：名： 2012 年年 11 月月 12 号号 目 录 第 1 章 引言1 1.1 研究的背景和意义.1 1.2 国内外研究状况1 第 2 章 测量原理和方法论证2 2.1 检测系统的测量原理2 2.2 方案的可行性分析 3 2.3 本章小结 4 第 3 章 系统设计 4 3.1 光学系统设计 4 3.2 机械结构设计. 5 3.3 电路系统设计 6 3.4 计算机软硬件系统设计 15 第 4 章 精度分析 18 4.1 电路对测量精度的影响 18 4.2 误差分析

2、 18 第 5 章 总结 19 参考文献参考文献 20 1 第一章第一章 引引 言言 1.1.11.1.1 研究背景和意义研究背景和意义 测量是人类生产、社会生活中不可或缺的活动:工作计时、购物称重、量体 裁衣都是测量活动，是分别对时间、质量、长度等物理量的测量。几何量测 量则主要是对各种零件的几何形状、几何尺寸的测量，它在整个测量系统中占有 重要地位，在现代化的工业企业中按照专业化协作原则组织生产的，各零部件在 专业分厂成批制造后集中到一厂进行装配，因而只有通过精确的测量、制造才能 保证零部件的互换性和装配的可靠性，从而保证整机产品的质量和使用性能。由 此可见测量技术在现代的工业企业中的重要

3、作用。 传统的测量方法开始于接触式 测量，这种测量方法检测效率低，劳动强度大，而且会使测量仪器的检测头发生 磨损，从而造成仪器的测量精度下降。那么，这就需要有一种新的方法来代替接 触式测量. 随着科技大发展和生产力的要求，非接触式的测量方法出现了。第一 台成功的非接触式自动测厚仪应用了X射线吸收技术。从此，非接触式测量方法 开始了迅猛发展，其强大的功能和优点无法使传统的接触式测量望其项背，也为 人类社会的发展，工业文明的进步做出了巨大的贡献。 激光测厚仪是近年来开发出的高科技实用型设备, 是用于热轧生产线上时 在线式连续测量成材厚度的非接触式测量设备。 它有效地改善了工作环境, 具有 测量准确

4、、精度高、实用性好、安全可靠、无辐射、非接触式测量等人工测量及 其它测量方法无法比拟的优点, 并为轧制钢材厚度控制提供了准确的信息, 从 而提高了生产效率和产品质量, 降低了劳动强度度。 激光测厚仪使用两年多以来, 具不完全统计, 因板厚误差造成的废品率下降了50%以上, 创经济效益上亿元, 广泛地受到人们的肯定与赞赏。我们有理由相信，在未来的发展过程中，激光测 厚仪作为非接触测量领域的一个重要分支将更能发挥其作用。 1 1.1.2.1.2 测量分类测量分类 几何量测量中，长度（包括厚度）是基本的、主要的测量参数，其测量的技 术水平随人类文明发展而不断地创新、拓宽。从线刻尺到千分尺等机械测长仪

5、， 说明了长度测量技术的不断发展。进入 20 世纪后，加工精度的提高又要求有 较高的测量技术，因此出现了光、电、气等各种测量手段。在较丰富的测量方法 中，分类方法也较多，特别是对不同的被测对象，采用的方法也不一样，大致可 分为： 按自动化方式来分:自动测量、非自动测量，非自动测量是手动测量的方法， 是在测量操作者的直接操作下完成整个厚度测量过程;而自动测量是指按测量者 是指按测量者所规定的程序自动进行并完成厚度测量过程的方法。很明显，自动 2 测量有利于提高生产效率，能减轻测量者的劳动强度，降低测量者带来的人为误 差。 按照对被测物的接触方式分:接触测量和非接触测量，接触测量是指测量器 具的敏

6、感元件(测量头)在一定测量力的作用下，与被测物体直接接触的测量法。 非接触测量是测量器具的敏感元件(测量头)不与被测对象接触而能完成测厚的测 量方法，它可以分为光学式和非光学式两种。接触测量由于与被测物接触产生变 形，造成误差，影响测量精度，更主要损坏物体表面，磨损接触头，因而接触测 厚发展前途和应用范围上远不如非接触测量。 1.21.2 国内外研究现状国内外研究现状 近50年来，随着现代化生产和加工技术的发展，对于加工零件的检测速度与 精度有了更高的要求，向着高速度、高精度、非接触和在线检测方向发展。利用 CCD 技术对产品表面质量进行实时检测、动态测量，具有结构简单、非接触、 精度高、测量速度快、性能稳定可靠等优点。摄像头的主要传感部件是CCD，它 具有灵敏度高、畸变小、寿命长、抗震动、抗磁场、体积小、无残影等特点。 CCD 产业前七大厂商皆为日系厂商，占了全球98.5的市场份额，在技术 发展方面，主要厂商应为索尼、飞利普，NEC和柯达公司。 国内目前钢