CCD讀碼技術(shù)在長度自動(dòng)測(cè)量中的研究與應(yīng)用.pdf

1、本文針對(duì)市場上常見的4種類型位移傳感器作了調(diào)查，查閱了大量資料，分析了各自的工作原理。為了解決現(xiàn)有傳感器在制造工藝、材料成本、測(cè)量精度以及應(yīng)用上易受環(huán)境影響等方面的問題，本文提出了一種新的基于條形碼的測(cè)量方法。新方法的主要思路是在長度位移測(cè)量上引入帶有條形碼刻度的尺，利用人工測(cè)量位移長度的方法讓機(jī)器去識(shí)讀出尺面上條形碼刻度值來完成測(cè)量。如果量程較大就需要進(jìn)行分級(jí)編碼，即先分段標(biāo)出大致刻度，然后在段內(nèi)標(biāo)出細(xì)微刻度來精確定位。
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2、用條碼刻度進(jìn)行長度自動(dòng)測(cè)量的基本方法是先在PC上編程輸出條碼尺圖案，圖案規(guī)定了條碼長度（位數(shù)）、制式、間距和最大量程，再以 CCD（Charge-coupled Device，中文全稱：電荷耦合元件）圖像感應(yīng)器件TCD1501為關(guān)鍵部件讀取條碼尺上的條碼刻度。通過研究其工作原理和性能參數(shù)，分析出TCD1501正常工作所需要的驅(qū)動(dòng)脈沖后，引入宏晶單片機(jī)通過匯編語言編程來提供 TCD1501驅(qū)動(dòng)脈沖，對(duì)圖像感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行采樣。利用另一宏晶單片

3、機(jī)對(duì)TCD1501的輸出信號(hào)進(jìn)行收集暫存，并通過485接口向PC機(jī)發(fā)送。在PC機(jī)上接收采樣數(shù)據(jù)，并進(jìn)行譯碼還原出條形碼刻度值，再通過定量計(jì)算，得出最終的測(cè)量值。
　　在調(diào)試過程中遇到了單機(jī)片內(nèi)存太小不足以暫存全部采樣數(shù)據(jù)的問題，雖然使用了“壓縮算法”，但由于花費(fèi)時(shí)間過長以至于無法趕上 TCD1501的采樣輸出速度而引起了數(shù)據(jù)丟失。為此經(jīng)過討論和分析提出了改進(jìn)方案，即用具有2KB內(nèi)存更高系列的宏晶單片機(jī)來替代，而放棄原先使用的“壓縮

4、算法”，以加快數(shù)據(jù)接收和暫存速度。由于更換單片機(jī)需要重新制作實(shí)驗(yàn)線路板，無法立即驗(yàn)證改進(jìn)方案的可行性。為此特意縮減了條形碼位數(shù)，縮短間距和最大量程，使得采樣數(shù)據(jù)在只暫存2000位的情況下也能讀到完整的條形碼，從而驗(yàn)證了改進(jìn)方案的可行性和有效性。按照論文的研究內(nèi)容制成的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)具有材料成本低、測(cè)量精度高、不易受環(huán)境影響等優(yōu)勢(shì)，目前該樣機(jī)正在進(jìn)行更深入的測(cè)試和設(shè)計(jì)優(yōu)化研究。
　　最后對(duì)整個(gè)測(cè)量裝置提出了完善功能的方案，即再加一塊單片機(jī)