高精度内径测量系统的研究与设计

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1、中北大学学位论文分类号：TP273单位代码：10110学号：S20100523华北高中北大学精度内硕士学位论文径测量系统的研究高精度内径测量系统的研究与设计与设计崔唯佳中硕士研究生崔唯佳北大指导教师王黎明学学科专业通信与信息系统2013年4月15日中北大学学位论文图书分类号TP273密级_____非密____注1UDC______________________________________________________________硕士学位论文高精度内径测量系统的研究与设计崔唯佳（作者姓名）指导教师（姓名、职称）王黎明教授申请学位级别工学硕士专业名称通信与信息系

2、统论文提交日期________年______月______日论文答辩日期________年______月______日学位授予日期________年______月______日论文评阅人___________________________________________________________答辩委员会主席_______________________2013年4月15日注1：注明《国际十进分类法UDC》的分类中北大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其

3、他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名：日期：导师签名：日期：中北大学学位论文高精度内径测量系统的技术

4、研究与设计摘要在管状工件的制造过程中，由于加工技术的条件制约，管状工件会存在一定的形位误差和尺寸误差，为了保证管状工件的内径尺寸符合实际的应用要求，并且根据被测工件的自身特点和测量要求，例如测量的工件为长管道，内部环境复杂，测量参数较多，精度要求较高等特点，本文研究并设计了以爬行器为运载装置，激光位移传感器为测量装置的内径测量系统。本文基于激光三角位移检测原理，提出了一种用于复杂管状工件的光电非接触检测方法，并研制了检测系统。本文论述了系统的组成和总体结构，对管状工件的内径尺寸的检测方法、系统检测原理进行了理论分析，并建立了相应的数学模型。为了确保测量系统的可靠性，本文

5、分析了测量系统的误差，对系统做了优化设计，其中的关键技术为：爬行器的自动定心性以及自适应性的设计、标测一体化系统的设计、姿态校正系统的设计等等；本文详细的阐述了系统的硬件组成，主要包括激光位移传感器的选型、数据采集卡的选型、步进电机的选型等等，并对其性能指标进行了详细的分析；详细介绍了对激光位移传感器，数据采集卡等设备的标定过程；并且采用相关的数据处理算法对数据进行处理与分析。最后，经过实际验证，设计的测量系统各项指标均已达到了系统设计的技术指标，能够满足实际测量的需要。关键词:内径测量，管道，爬行器，激光位移传感器，标测一体化，姿态校正中北大学学位论文TheResea

6、rchandDesignofhigh-precisiondiametermeasurementsystemAbstractInmanufacturingprocessoftubularworkpiece,becauseoftherestrictofprocessingtechnology,tubularworkpiecehascertainshapeandsizeerrors,inordertoensurethattheinnerdiameterofthetubularworkpiecesizeaccordwiththeactualapplicationrequirem

7、ents,andaccordingtothecharacteristicsofworkpiecetobemeasured,suchaslongpipeline,thecomplexinternalenvironment,thecharacteristicsofhighaccuracy,thispaperstudiesanddesignsthesmart-pigasthecarrier,theinnerdiameterofthelaserdisplacementsensorformeasuringsystem.Basedontheprinc