精密测量理论及技术塑料光纤直径测量系统.pdf

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1、第!"卷第#期光学技术2345!"/35#!$$%年"月&’()*+,(-*./)01-6785!$$%!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!文章编号：9$$!:9#;!（!$$%）$#:$#<;:$%塑料光纤直径测量系统"李江昊，李炳新，于荣金（燕山大学信息科学与工程学院，秦皇岛$<<$$=）摘要：提出了以可编程逻辑器件为核心的塑料光纤直径在线测量系统，阐述了其工作原理。系统使用发光二极管作为光源、高精度线阵**>作为图像传感器，简

2、化了光学部分；应用-’,>和双口?+@，提高了信号处理效率；设计了提高测量精度的单片机数据处理算法。实验表明系统的测量范围为$A!

3、HIJ3F6KJ7FK7HFL-FDJF77GJFD，MHFNOHF1FJP7GNJIQ，0JFORHFDLH3$<<$$=，*OJFH）92$+
+：SHN7L3FIO7-’,>，HF3F:4JF7B7HNRGJFDNQNI7BE3G84HNIJK38IJKH4EJT7GLJHB7I7GJNL7NJDF7L，HFLIO7B7HNRGJFD8GJFKJ847JNL7NKGJT7L5(O738IJKH48HGIJNNJB84JEJ7LTQRNJFD,->HNIO74JDOIN3RGK7HFLOJDOHKKRGHKQ4J

4、F7HG**>HNIO7JBHD7N7FN3G5(O7NJDFH48G3K7NNJFD7EEJKJ7FKQJNJB8G3P7LTQRNJFDIO7-’,>HFLL3RT47:83GI?+@，HFLIO7LHIH8G3K7NNJFDB7IO3LIOHIJB8G3P7NIO7B7HNRGJFDHKKRGHKQJNL7NJDF7L5(O77U87GJB7FINNO3VIOHIIO7B7HNRGJFDGHFD73E84HNIJK38IJKH4EJT7GLJHB7:I7GJN$5!

5、GHKQJNVJIOJF9$"B，NHIJNEQJFDB7HNRGJFDL7BHFL3E84HNIJK38IJKH4EJT7G5:"*;.&3$：38IJKH4EJT7GLJHB7I7G；3F:4JF7B7HNRG7B7FI；-’,>；4JF7HG**>；L3RT47:83GI?+@<引言塑料光纤（’&W）作为新一代短距离光传输介质，以其制造简单、价格便宜、接续快捷等特点，逐渐成为局域网中短距离通信、有线电视网、室内计算机之间的光传输介质［9］。影响塑料光纤性能的因素是多方面的，而光纤直径的均匀性是其中很重要的图9测量系

6、统原理图因素，要保证拉制出的塑料光纤直径均匀，就必须有=5<光学系统一套完备的测控系统。首要的问题是对光纤直径进点光源采用高亮度的发光二极管（,->），发光行准确的测量，在测量方法上，许兴胜等人提出了平波长应处于**>峰值响应波长范围内。其发出的行光投影法，并采用光学放大法提高测量精度，收到光经过准直透镜变成平行光，投射到塑料光纤上，在了良好的效果［!］。我们通过使用高精度的**>，简图像传感器**>上产生一段阴影区，其宽度就反映化了光学系统；同时将可编程逻辑器件（-’,>）引了光纤的直径值。考虑信号处理的方便性，我们让

7、入到电路中，作为控制核心，使整套系统的控制变得**>工作在固定的频率下，即积分时间不变，则简单而有效；另外使用了高速单片机处理数据，在提**>输出的信号强度就完全取决于,->的光强，高实时性的同时，提高了测量精度。所以设置了一个亮度调节电路，通过限制流经,->的电流，控制发光强度，避免**>进入非线性区工=系统构成及原理作。测量系统如图9所示。**>输出信号如图!所示，图!（H）是照射不透"收稿日期：!$$!:9!:!=；收到修改稿日期：!$$%:$9:9#基金项目：国家自然科学基金项目（<""CC9<）和河北省科技专项

8、资金资助项目作者简介：李江昊（9"C<:），男，燕山大学助教，在职硕士研究生，从事检测技术研究。#<;第8期李江昊，等：塑料光纤直径测量系统明导线的输出信号，其脉冲幅度较大，边缘陡峭；图两个信号均来自##$，在某种程度上起到了消除输!（"）是照射塑料光纤的输出效果，虽然其脉冲幅度出信号噪声的作用。通过实验对比，此输出