摘要:近年来，随着工业化的发展，电线电缆的大规模、自动化生产是必然的趋势。对电缆几何尺寸的在线测量要求速度快，精度高，非接触，动态和自动化。然而，目前的测量则大多数是人工的，接触的和静态的。因此，迫切需要研制出一种电缆尺寸自动在线测量系统，以提高电缆的品质。

本文根据电缆在线检测仪的要求，在比较各种测量方法的基础上，设计了基于线阵CCD摄像机为检测传感器的电缆直径在线检测仪的检测方案，并进行了检测装置、传感与数据采集系统、计算机信号处理系统的设计。检测装置采用龙门式结构以适应背光源和线阵CCD传感器的在线安装，并能对线阵CCD传感器在一定范围内进行位置调整以适应不同电缆尺寸的测量，另外分体式立柱支撑电控柜和人机操作界面，使整体结构布置合理，同时又操作方便。传感与数据采集系统的设计特点是：合理配置了传感系统的线阵CCD传感器和光源，采用高亮度条形漫反射背光源以克服杂散光的影响，同时又能使CCD传感器获得高品质的图像。选用的线阵CCD传感器使得尺寸分辨率高，达到0.03mm。数据采集系统应用了C.Link接口的数据采集模块对CCD传感器进行图像数据采集，并通过串行口和信号处理系统进行数据交换。设计了基于增强型单片机C8051F020为核心的计算机信号处理系统，给出了CCD测量直径系统的控制程序流程图及部分程序。并就影响系统测量精度的几种主要误差进行了讨论，给出消除误差的方法。

关键词：电缆直径；在线检测；线阵CCD； C8051F020

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论-1

1.1 国内外现状-1

1.2 课题研究意义-2

1.3 研究目标与内容-2

第2章 测量原理和总体方案-3

2.1 检测仪的测量要求-3

2.2 总体方案-3

2.2.1 传感器的选择-3

2.2.2 光源的选择-4

2.2.3 数据处理系统的选择-4

第3章 检测仪机械结构设计-7

3.1 光源的选择及安装-7

3.2 传感器位置调整装置-8

3.3 传感器的选择和安装及其高度调节机构-8

3.4 控制箱结构设计-9

3.5 检测仪的整体结构设计-11

第4章 检测电路与程序设计-12

4.1 系统硬件设计-12

4.1.1 单片机选型-12

4.1.2 C8051F020单片机引脚描述-13

4.1.3 复位电路-14

4.1.4 时钟电路-14

4.1.5 LED动态显示方式-15

4.1.6 行列式键盘-15

4.1.7 蜂鸣器电路和电压转换电路-16

4.1.8 检测仪的整体电路框图-17

4.2系统软件设计-18

4.2.1主程序-18

4.2.2系统初始化程序-18

4.2.3数据采集程序-18

4.2.4数据处理程序-19

第5章 影响测量精度的主要因素分析-20

5.1 光源对测量精度的影响-20

5.2 电缆的振动对测量精度的影响-21

5.3 误差分析-21

结论与展望-24

参考文献-25

致谢-27