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如何使用线阵CCD和STM32单片机实现滚针直径的精确测量
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滚针轴承具有较小的体积及较高的承载能力，广泛应用于交通运输、家用电器、机床机械等工业领域。作为滚针轴承的主要零部件，滚针的直径精度直接影响到轴承的质量。所以，滚针的直径检测就是一个重要问题，目前厂家主要使用接触式测径方式，检测速度慢，精度低，成本高。 本文分析了目前针对这个问题的主要解决方案的特点，其中投影法方案环境适应能力强，抗干扰能力好，成本低。因此本文采用投影法，使用STM32芯片驱动线阵CCD采集投影信号，CCD输出信号经STM32模数转换后，通过USB协议发送到上位机，在上位机由软件进行数据处理，获得准确的直径测量值。实验结果表明，该系统对滚针进行非接触测径，实现了对2-8mm滚针的高精度直径测量，测量精度优于±5um，整个系统方案达到了预期的测量要求，但要达到更高要求，还需要对元器件进行升级，优化系统配置。 本系统设计实现了滚针非接触直径测量的整体设计方案。本文在结构上首先阐述了投影法检测原理，利用投影放大法实现提高检测精度，以及整个系统的光路设计、电路设计、CCD驱动设计、元器件的参数选择，并设计了未来产品化的实物机械图；然后，就STM32与上位机USB通信，上位机中的算法以及软件设计做了重点讨论；最后，对本系统进行非接触测量的步骤进行了描述，分析了测量结果的误差和不确定度，对可能造成误差的因素做了讨论，并对未来产品的发展做了大胆的预测。
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