机械课程设计板料厚度测量仪设计
传感器课设布料厚度测量装置的设计说明
目录第1章摘要 (4)第2基本原理 (4)第3章参数设计及运算 (5)3.1 结构设计 (5)3.2 电容设计与计算 (7)第4章误差分析 (9)第5章结论 (9)第6章心得体会 (9)参考文献 (10)第一章 摘要在这个信息化高速发展的时代，传感器作为一种最经典的微控制器，传感器技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术，作为仪表专业的学生，我们学习了传感器，就应该把它熟练应用到生活之中来。
本文将介绍一种基于传感器控制的布料厚度测量装置。
电容传感器是电子技术中的三大类无源元件（电阻，电容，电感）之一，利用电容器的原理，将非电量转化为电容量，进而实现非电量到电量的转换。
本次课程设计主要讲解电容式传感器的使用中的一部分，通过变介电常数式电容传感器实现对布料厚度的测量。
布料厚度测量是基于变介电常数电容传感器的一种精密测量，它可以实现简单的厚度测量，根据电容电路的特性分析可以知道所测布料的厚度。
电容式传感器不但广泛应用于位移、振动、角度、加速度等机械量的精密测量而且还逐步地扩大应用于压力、差压、液面、料面、成分含量等方面的测量。
根据δεεS r o =C 可以把电容传感器分为极距变化型电容传感器、面积变化型电容传感器、介质变化型电容传感器。
根据实际不同的需求，可以利用不同的电路来实现所需要的功能。
介质变化型电容传感器可进行非接触测量。
布料厚度测量是基于变介电常数电容传感器的一种精密测量，它可以实现简单的厚度测量，根据电容电路的特性分析可以知道所测布料的厚度。
第二章 基本原理传感器是将能够感受到的及规定的被测量按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成，其中敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量（输入量）的部分；转换元件是指传感器中能将敏感元件感受的或响应的被探测量转换成适于传输和测量的电信号的部分。
电容传感器是将被测非电量的变化转换成电容量变化的一种传感器。
电容式测厚仪课程设计
电容式测厚仪课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解电容式测厚仪的原理和工作方式，掌握其基本结构组成。
2. 使学生掌握电容式测厚仪在工业测量中的应用，了解其测量范围和精度。
3. 帮助学生掌握相关的物理知识，如电容量与距离的关系，以及影响电容式测厚仪测量准确度的因素。
技能目标：1. 培养学生能够运用所学知识，对电容式测厚仪进行操作和维护。
2. 培养学生具备分析电容式测厚仪测量数据，解决实际问题的能力。
3. 提高学生的动手实践能力，学会使用电容式测厚仪进行实际物体的厚度测量。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对物理学科的兴趣，培养其探究精神和创新意识。
2. 培养学生具备严谨的科学态度，遵循实验操作规程，尊重实验事实。
3. 增强学生的团队合作意识，使其在小组讨论和实验过程中，学会分享和交流。
课程性质：本课程为物理学科选修课程，以实验和实践为主，注重培养学生的动手操作能力和实际问题解决能力。
学生特点：学生为高中二年级学生，已具备一定的物理知识和实验技能，具有较强的学习兴趣和探究欲望。
教学要求：结合学生特点，课程目标分解为具体学习成果，以便进行教学设计和评估。
在教学过程中，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，提高其分析问题和解决问题的能力。
二、教学内容1. 电容式测厚仪原理：讲解电容式测厚仪的工作原理，包括电容量的计算、电极间距与电容量之间的关系。
教材章节：《物理选修3-2》第四章第2节“电容器的电容”2. 电容式测厚仪结构：介绍电容式测厚仪的组成部分，如电极、振荡器、检测电路等。
教材章节：《物理选修3-2》第四章第3节“电容器的应用”3. 测量范围与精度：分析电容式测厚仪的测量范围、精度及影响测量准确度的因素。
教材章节：《物理选修3-2》第四章第4节“电容器的测量误差分析”4. 实际操作与维护：讲解电容式测厚仪的操作步骤、维护方法及注意事项。
教材章节：《物理选修3-2》第四章第5节“电容器的使用与维护”5. 应用案例分析：通过实际案例，分析电容式测厚仪在工业测量中的应用，提高学生解决实际问题的能力。
测厚实验报告
一、实验模块材料科学实验二、实验标题测厚实验三、实验日期及实验操作者实验日期：2023年3月15日实验操作者：张三四、实验目的1. 了解测厚实验的基本原理和方法。
2. 掌握使用超声波测厚仪进行材料厚度测量的操作步骤。
3. 通过实验，提高对材料厚度测量的实际操作能力。
五、实验原理超声波测厚实验是利用超声波在材料中传播的速度和衰减特性来测量材料厚度的方法。
根据超声波在材料中传播的时间，可以计算出材料的厚度。
实验中，通过测量超声波在材料中传播的时间，结合超声波在材料中的传播速度，即可得到材料的厚度。
六、实验步骤1. 准备实验材料：超声波测厚仪、样品、测量尺等。
2. 样品准备：将待测样品放置在测量平台上，确保样品表面平整、无划痕。
3. 调整测厚仪：打开测厚仪，根据样品材料选择合适的探头，调整探头与样品表面的距离，确保探头与样品表面紧密贴合。
4. 测量厚度：按下测厚仪的测量按钮，读取显示的厚度值。
5. 重复测量：对同一位置进行多次测量，取平均值作为最终测量结果。
6. 记录实验数据：将测量结果、样品材料、测量时间等数据记录在实验报告中。
七、实验环境实验地点：材料科学实验室实验设备：超声波测厚仪、样品、测量尺等实验温度：室温实验湿度：正常八、实验过程1. 实验前，检查实验设备是否正常，确保超声波测厚仪、样品、测量尺等设备齐全。
2. 将待测样品放置在测量平台上，确保样品表面平整、无划痕。
3. 打开测厚仪，选择合适的探头，调整探头与样品表面的距离，确保探头与样品表面紧密贴合。
4. 按下测厚仪的测量按钮，读取显示的厚度值。
5. 对同一位置进行多次测量，取平均值作为最终测量结果。
6. 记录实验数据，包括样品材料、测量时间、测量结果等。
九、实验结论通过本次实验，掌握了超声波测厚仪的使用方法，了解了超声波测厚实验的基本原理。
实验结果表明，使用超声波测厚仪可以快速、准确地测量材料厚度，具有较高的实用价值。
十、后记或附录1. 参考书籍：《材料科学实验教程》《超声波测厚技术与应用》2. 实验数据：样品材料：不锈钢测量时间：2023年3月15日测量结果：5.2mm平均值：5.15mm实验过程中，注意以下事项：1. 实验过程中，确保超声波测厚仪、样品、测量尺等设备齐全。
板材厚度测量课程设计
板材厚度测量课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并掌握板材厚度测量的基本概念，包括厚度、精度等。
2. 学生能够掌握并运用测量工具（如游标卡尺、螺旋测微器等）进行板材厚度的测量。
3. 学生能够掌握数据处理方法，准确计算板材的平均厚度。
技能目标：1. 学生能够正确使用测量工具进行板材厚度测量，并熟练操作。
2. 学生能够运用数据处理方法，解决实际测量中遇到的问题。
3. 学生能够通过实际操作，提高动手能力和团队合作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到测量在工程实践中的重要性，培养严谨的科学态度。
2. 学生在课程中能够积极思考、主动探究，培养解决问题的能力和创新精神。
3. 学生能够通过课程学习，增强对物理学科的兴趣和热爱。
课程性质：本课程为实践性课程，结合理论知识与实际操作，提高学生的实际应用能力。
学生特点：学生处于初中阶段，具备一定的物理知识和动手能力，但对测量工具和数据处理方法掌握不足。
教学要求：教师需注重理论与实践相结合，引导学生积极参与实际操作，培养学生的动手能力和解决问题的能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，确保每个学生都能达到课程目标。
通过课程目标的分解，使学生在学习过程中取得具体的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 测量工具的认识与使用：- 游标卡尺的结构、原理及使用方法- 螺旋测微器的结构、原理及使用方法2. 板材厚度测量方法：- 常用测量方法的介绍（如直接测量、间接测量）- 测量误差的产生原因及减小方法3. 数据处理与分析：- 数据记录与整理的方法- 平均值的计算方法- 测量结果的精确度分析4. 实践操作：- 分组进行板材厚度测量实验- 实验数据的记录、处理与分析- 结果的讨论与总结教学内容依据课程目标进行选择和组织，注重科学性和系统性。
教学大纲安排如下：第1课时：测量工具的认识与使用第2课时：板材厚度测量方法及误差分析第3课时：数据处理与分析方法第4课时：实践操作（分组实验）第5课时：实验结果讨论与总结教学内容与课本关联，按照教学实际需求进行设计。
超声波测厚仪课程设计
超声波测厚仪课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解超声波测厚仪的基本原理，掌握其工作方式和应用领域；2. 学生能掌握超声波测厚仪的主要组成部分，了解各部分的功能和相互关系；3. 学生能掌握超声波在材料中的传播特性，理解测厚原理。
技能目标：1. 学生能操作超声波测厚仪，进行简单的厚度测量；2. 学生能通过实际操作，学会调整超声波测厚仪的参数，提高测量精度；3. 学生能分析测量数据，处理简单的实际问题。
情感态度价值观目标：1. 学生对物理学产生兴趣，认识到物理知识在实际生活中的应用价值；2. 学生培养动手操作能力和团队协作精神，养成良好的学习习惯；3. 学生在探索超声波测厚仪的过程中，培养科学思维和创新意识。
课程性质：本课程属于物理学科，以实验和实践为主，注重理论联系实际。
学生特点：学生为八年级学生，已具备一定的物理知识和实验操作能力，对新鲜事物充满好奇。
教学要求：结合学生特点，课程设计要注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，提高学生的动手能力和实际问题解决能力。
通过本课程的学习，使学生将所学知识与实际应用紧密结合，达到学以致用的目的。
二、教学内容1. 超声波基本原理：介绍超声波的产生、传播和接收过程，重点讲解超声波在材料中的传播特性，包括反射、折射和衰减等现象。
2. 超声波测厚仪的组成与原理：详细讲解测厚仪的各部分组件，如探头、发射接收电路、显示屏等，并阐述测厚原理及影响测量精度的因素。
3. 实践操作：指导学生进行超声波测厚仪的操作，包括设备调试、参数设置、测量方法等，让学生亲自体验测量过程，提高实际操作能力。
4. 数据处理与分析：教授学生如何处理测量数据，分析测量误差的来源，提高测量精度。
5. 教学案例：结合实际应用场景，讲解超声波测厚仪在工业、建筑等领域的应用案例。
教学内容安排与进度：1. 第一课时：超声波基本原理及传播特性；2. 第二课时：超声波测厚仪的组成与原理；3. 第三课时：实践操作（1）设备调试与参数设置；4. 第四课时：实践操作（2）测量方法与操作技巧；5. 第五课时：数据处理与分析，教学案例分享。
钢板测厚毕业设计
钢板测厚毕业设计钢板测厚毕业设计导言钢板是工业生产中常用的材料之一，其厚度的测量对于确保产品质量和生产效率至关重要。
钢板测厚毕业设计是一个涉及到材料科学和工程学的项目，旨在研究并设计一种准确、可靠的钢板测厚方法。
本文将从钢板测厚的重要性、现有测量方法的优缺点以及设计方案的实施等方面进行探讨。
重要性钢板的厚度直接影响着产品的质量和使用寿命。
在制造过程中，如果钢板的厚度不符合要求，将导致产品的强度不足或者过于厚重，从而影响到产品的性能和使用效果。
因此，准确测量钢板的厚度对于确保产品质量至关重要。
现有方法的优缺点目前，常用的钢板测厚方法主要包括机械测厚、超声波测厚和光学测厚等。
机械测厚是通过使用刻度尺等工具直接测量钢板的厚度，这种方法简单直观，但是对于较薄的钢板来说，精确度较低。
超声波测厚是利用超声波的传播速度计算出钢板的厚度，这种方法准确度较高，但需要专业设备和操作技术。
光学测厚则是利用光的折射原理来测量钢板的厚度，这种方法适用于较薄的钢板，但对于较厚的钢板则存在一定的误差。
设计方案的实施为了设计一种准确可靠的钢板测厚方法，需要综合考虑现有方法的优缺点，并结合实际需求和技术条件进行改进。
以下是一个可能的设计方案的实施步骤：1. 确定测量范围和精确度要求：根据实际应用需求，确定需要测量的钢板厚度范围和所需的测量精确度。
2. 设计测量装置：根据测量范围和精确度要求，设计一种适用于钢板测厚的装置。
可以考虑结合超声波和光学测厚的原理，设计一种多元素的测量装置，以提高测量精确度。
3. 制作样品和标准：根据设计的测量装置，制作一系列不同厚度的钢板样品，并制定相应的测量标准。
4. 进行实验测量：使用设计的测量装置对制作的钢板样品进行测量，记录测量结果，并与标准进行比对。
5. 数据分析和优化：根据实验测量结果，进行数据分析，评估测量装置的准确性和可靠性。
如果存在误差或不足之处，进行相应的优化和改进。
6. 验证和应用：对优化后的测量装置进行验证实验，并在实际生产中应用。
机械课程设计板料厚度测量仪设计
摘要根据超声波脉冲反射来进行厚度测量的，当探头发射的超声波脉冲通过被测物体到达材料分界面时，脉冲被反射回探头，通过精确测量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料的厚度。
凡能使超声波以一恒定速度在其内部传播的各种材料均可采用此测量。
按此设计的可对各种板材和各种加工零件作精确测量，也可以对生产设备中各种管道和压力容器进行监测，监测它们在使用过程中受腐蚀后的减薄程度。
可广泛应用于石油、化工、冶金、造船、航空、航天等各个领域仪器采用最新的高性能、低功耗微处理器技术，基于超声波测量原理，可以测量金属及其它多种材料的厚度，并可以对材料的声速进行测量。
本机利用单片机技术应用液晶显示测量厚度值,并同时显示声速,自动校准实现了已知声速测量厚度及已知厚度测量声速两大功能.操作简单,稳定可靠,是无损检测工作者的理想检测工具.【关键词】超声波脉冲反射；电涡流传感器；数据采集系统；CCD输出信号。
AbstractThickness measurement, according to the ultrasonic pulse reflection when the launch of the ultrasonic pulse probe through the material object to be tested interface, the pulse is reflected back to the probe, through the accurate measurement of ultrasonic wave propagation in the material time to determine the thickness of the material being tested. Those that make the ultrasonic wave at a constant speed in its internal communications can adopt the measure of various materials. According to this design can accurately measure about all kinds of plates and all kinds of machining parts, can be all kinds of pipeline and pressure vessel in the production equipment to monitor, monitor them in the process of using the degree of corrosion after thinning. Can be widely used in petroleum, chemical industry, metallurgy, shipbuilding, aviation, aerospace and other fields，Equipment using the latest high performance and low power consumption microprocessor technology, based on ultrasonic measuring principle, can measure the thickness of the metal and other a variety of materials, and can be conducted on the material of the sound velocity measurement. The machine using the single chip microcomputer technology application of measuring the thickness of the liquid crystal display (LCD) value, and at the same time shows that sound velocity, implements the automatic calibration known sound velocity measuring thickness and thickness measuring sound velocity known two big functions. The operation is simple, stable and reliable, and is an ideal testing tools to nondes【key words】ultrasonic pulse reflection; The eddy current sensor; Data acquisition system; The CCD output signal.目录第一章引言 (1)1.1研究背景和意义 (1)1.2国内外研究现状 (2)第二章测量原理和方案论证 (3)2.1系统的测量原理 (3)2.1.1激光三角法测量 (3)2.1.2非接触高精度厚度测量方法 (3)2.1.3 线阵CCD 用于光学三角法测量金属板厚 (4)2.2 测量方案的比较与确定 (6)第三章系统设计 (7)3.1光学系统设计 (7)3.2机械结构设计 (8)3.2.1 行走机构的设计 (8)3.2.2 测量部分的设计 (10)3.3电路系统设计 (11)第四章精度分析 (13)4.1电路对测量精度的影响 (13)4.2误差分析 (13)第五章总结 (16)参考文献 (17)致谢 (18)第一章引言1.1研究背景和意义几何量测量技术随着科技的发展而发展着。
便携式超声波厚度测量仪系统的设计_
图1 超声波脉冲回波法测厚的工作原理图传播[2-3]。
本系统利用超声波的反射性特点，可以在被测样品的表面放置一个超声波的发射探头和一个超声波的接收探头，当超声波信号到达样品另一面时，由于超声波的反射性，会有一部分超声波反射回来，反射信号由接收探头接收。
此时，可以计算超声波发射探头发射信号到超声波接收探头收到信号的时间差，当发射端发射信号后，时间差再与超声波的声速在此种媒介中的传播速度相乘，此时得到的数据即为被测物体厚度值的2倍。
电流和放电电流可以流经不同的回路，充电电流只流经R1，VCC则可以通过R1、D1向电容C充电，充电时间T1为：CRT11693.0= (1)而放电电流只流经R2，电容通过D2、R2及NE555中的三极管T放电，放电时间大小为0.693R2C，因此，可得振荡电路的频率为：图3 NE555芯片电路图4 驱动电路的电路图图2 系统硬件结构图CR R T f )(443.1121+== (2)电路输出波形的占空比为：211R R R D += (3)通过计算，要得到40k H z 左右的信号，需取C=0.01μF ，R 1=R 2=1.6k Ω。
本系统采用74LS04芯片作为驱动电路，当系统振荡电路产生了40kHz 脉冲信号条件下，可以生成频率为40kHz 的方波信号[7]。
其中，驱动电路的电路图如图4所示。
2.2 接收电路本系统采用CX20106A 芯片处理接收到的超声波信号。
CX20106A 是我们生活中常用的一款红外线检波接收芯片，例如，家用电视的红外遥控接收器就会用到CX20106A 芯片[8]。
由于测距超声波频率40kHz 与红外遥控常用的载波频率38kHz 比较接近，所以，本系统基于CX20106A 芯片的超声波检测电路可以满足设计需算平均值。
实现实时检测厚度的要求若按下“记录”测量信息记录下来并在液晶屏上显示统的实时检测。
3.1 超声波发射程序设计在测厚仪的测量过程中一步，如果发射电路不运行当初始化完成后到“启动”按键按下后芯片一个启动信号路，可以生成40kHz 生超声波信号。
机械专业综合课程设计报告——双侧刃定距级进冲裁模设计
（封面）XXXXXXX学院机械专业综合课程设计报告——双侧刃定距级进冲裁模设计题目：院（系）：专业班级：学生姓名：指导老师：时间：年月日目录1课程设计任务书 (1)2零件工艺分析 (1)2.1 冲压材料 (1)2.2 工序性质 (1)2.3 结构形状 (1)2.4 尺寸精度 (2)3 工艺方案的确定及制定 (2)3.1 工序比较 (2)4 模具结构的选择 (3)4.1 模具形式 (3)4.2送料方式 (3)4.3 卸料以及出件方式 (3)4.4定位方式的选择 (3)4.5模架及导向零件的选择 (4)5 工艺计算 (4)5.1排样设计 (4)5.1.1无搭边排样形式 (4)5.1.2无搭边排样形式 (4)5.1.3材料利用率 (4)5.2 落料凸、凹模刃口尺寸计算 (6)5.2.1冲裁的结构分析 (6)5.2.2刃口计算原则 (6)6冲裁力计算与压力机选择及压力中心确定 (9)6.1冲裁力计算 (9)6.2压力机的选择 (10)6.3压力中心的确定 (10)7凹模设计 (11)7.1凹模孔口结构形式确定。
(11)7.2凹模精度与材料的确定。
(11)7.3凹模外形尺寸计算。
(12)8凸凹模设计计算 (13)8.1凸凹模精度和材料确定 (13)8.2凸模长度确定 (14)8.3模架形式以及上下模座的选择 (15)8.4模具总装配图以及工作原理 (16)总结 (17)1课程设计任务书2零件工艺分析图2.1零件图2.1 冲压材料该冲压件板件，厚度为2mm，大批量生产。
材料为Q235钢，低碳钢，塑性好，易成形，具有良好的可冲裁性能。
2.2 工序性质由零件图可知该零件结构简单，只需冲孔、落料2个工序即可。
2.3 结构形状零件结构简单。
零件中心为一直径为4mm的圆孔，左右两侧各有一个半径为4mm 的半圆弧。
总长为34mm，两半圆弧圆心距为26mm，宽8mm。
2.4 尺寸精度根据设计任务书要求，工件尺寸精度可按照IT14级制造，不需精冲或者其他特殊冲裁。
测厚仪的制作教师工作页
布置任务
(10分钟)
讲解项目目的、要求、注意事项。
资料收集
（课余时间完成）
（学生独立完成）
1、霍尔传感器技术资料
2、厚度仪测量、处理、显示等电路资料
知识讲解
（105分钟）
1、讲解霍尔传感器结构、工作原理及特性；
2、讲解霍尔传感器制作电子温度计的基本原理及方法。
方案确定
（45分钟）
（学生主体、教师参与）
4、了解微波传感器测厚度的方法。
能力目标
能利用霍尔传感器实现厚度等信号的检测
素质目标
培养耐心细致的工作态度；培养严谨扎实的工作作风；培养团结协作的合作精神。
项目重点
超声波传感器的工作原理及应用。
项目难点
利用超声波传感器实现位移等信号检测的原理及方法。
资源准备
课件、电路原理图、相关传感器、焊接工具、电子测量设备。
教师工作页4
专业电气自动化技术班级项目课题）
测厚仪的制作---厚度检测（8学时）
项目要求
制作一个测厚仪，要求测量精度为1um；用数码管显示。
项目目标
知识目标
1、掌握霍尔传感器的工作原理、温度补偿方法及应用。
2、掌握电容传感器的原理及常用方法。
3、掌握光纤传感器的工作原理与使用方法。
确定项目实施总体技术方案
制定工作计划
（20分钟）
（学生主体、教师参与）
确定进度计划、小组分工
组装、调试
（120分钟）
（学生制作、教师巡视）
1、霍尔传感器选型与性能检测
2、电路焊接、组装、调试
3、产品说明书制作
检查、评价
（60分钟）
（教师学生共同参与）
学生自评、小组互评、教师点评
超声测厚仪设计.pptx
脉冲反射法
优点：简单可行、成本低，在测量1mm 厚度以 上的材料是精度很高。
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缺点：在材料厚度小于两倍波长时，容易产生 混叠，造成测量无法实现
主要应用：具有晶体结构的金属材料和非金 属材料。不适合粗晶材料和符合材料的测量。
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测厚仪的工作原理
由发射电路产生的高压冲击波激励探头，产生超 声发射脉冲波，脉冲波经介质介面反射后被接收电路 接收，通过单片机计数处理后，经液晶显示器显示厚 度数值，它主要根据声波在试样中的传播速度乘以通 过试样的时间的一半而得到试样的厚度。即
超声测厚方法 原理：在用频率在一定范围内连续变化的正弦波电 信号激励压电晶片时，晶片向试件内所发射的声波 其频率也是连续变化的。
公式： d n
共振法：
2
要求：测试件上下面较平，腐蚀程度不一致的部位几
乎就不能产生共振。
应用：适用于维修检查的测厚。
超声测厚方法
干涉法
原因：脉冲反射法并不涉及共振机理，与被 测物表面的光洁度关系不密切。
( 5) 小数点控制：单片机的P3. 1口 用于小数:点控制, 显示声速时呈高电 平, 显示厚度时呈低电平, 在异或非 门CD4077 的作用下, 控制个位前小 数点的有无。
（6）上电复位电路：C1、R5 的作用 是完成单片机的上电复位。
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主要技术指标
可实现的主要技术指标如下: 1.显示方式:4位液晶显示。 2.厚度测量范围:001.0～200.0mm 3.测量精度:±0.1mm 4.声速调整范围:100～9990m/s 5.工作电压:DC 5V 6.工作电流:8mA 7.自动关机延时:60s
测量是不可靠的。 • 试样的曲率对测量有影响，这种影响将随曲率半径的减小明显地增大； • 基体金属和覆盖层的表面粗糙度影响测量的精度，粗糙度增大,影响增大；
基于单片机的便携式厚度测量仪的系统设计
基于单片机的便携式厚度测量仪的系统设计摘要在石油化工领域中，油汽的运输与储存过程中，运输管道和储油罐会因为各种原因受到腐蚀的影响，管道壁和油罐壁的厚度会因此减小，当腐蚀程度严重时，会导致油汽的泄漏，甚至引起爆炸，造成人员伤亡，所以，需要定期对使用设备进行检测、记录和分析。
而在所有检测的指标中，厚度值则是能够反映其腐蚀程度和安全性能的重要指标。
本次课题研究目的是开发一种基于单片机的便携式超声波测厚仪，其具有体积小、易携带的优点，可以实现高精度厚度测量，对于不同材料的被测物体有多种测厚模式选择，并且实现了对测厚数据的记录与保存等功能。
本论文主要从以下三个方面展开研究：首先,论文对现代工业领域常用的测厚技术做了介绍,然后详细介绍了本次测厚仪采用的超声波测厚原理,并对超声波以及超声波的应用作了简单的概述。
着重分析了脉冲回波法测量厚度的原理及方法,同时介绍了超声波探头的分类和耦合剂的选择。
其次，针对本次课题所设计的便携式超声波测厚仪的硬件电路作了详细的说明。
将电路部分分成了单片机控制电路、发射电路、接收电路、液晶显示电路和按键电路，分别说明了各电路模块的电路结构和工作原理，并对电路设计中所使用的芯片作了简单概述。
最后，根据硬件电路的设计结合功能要求，对软件程序进行了设计。
程序设计采用C 语言编译，分为初始化程序、发射超声波程序、接收超声波程序、中断程序等。
关键词：测厚仪，超声波，单片机The thickness of the portable measuring instrument system designABSTRACTIn the petrochemical industry, transportation and storage of oil and gas in the process, pipelines and storage tanks will be affected by corrosion due to various reasons, the thickness of the pipe wall and the tank wall will therefore decrease when severe corrosion, will lead to leakage of oil and gas, and even cause an explosion, causing casualties, therefore, the need for regular use of the device for testing, recording and analysis. In all tests the indicators, it is possible to reflect the value of the thickness of the corrosion important indicator of performance and safety.The purpose of this research is to develop a microcontroller-based portable ultrasonic thickness gauge, which has a small, easy to carry advantage, you can achieve high-precision thickness measurement, the object of different materials for a variety of thickness measurement mode is selected, and the realization of the thickness measurement data, such as recording and preservation of function. In this thesis, a study from the following three aspects: First, the paper commonly used in modern industry thickness measurement technique have been described, and details of the ultrasonic thickness gage uses this principle, and the application of ultrasound and ultrasound briefly summarized. Analyzes the principle and method of measuring the thickness of the pulse-echo method, also introduced to select ultrasonic probe classification and coupling agents.Secondly, the subject of this portable ultrasonic thickness designed hardware circuitry described in detail. The circuit portion into the chip control circuit, a transmitting circuit, a receiving circuit, a liquid crystal display circuit and the key circuit, respectively, illustrate the working principle of the circuit structure and circuit modules, and the chip used in the circuit design are briefly summarized.Finally, based on a combination of hardware circuit design functional requirements of software programs are designed. Programming using C language compiler, into the initialization process, transmit ultrasound procedures, receiving ultrasound procedures, interrupt procedures.KEYWORDS: thickness gage, ultrasonic, SCM目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1 课题研究的背景和意义 (1)1.1.1 测厚技术 (1)1.1.2 超声波测厚技术的发展 (3)1.1.3 本次课题的意义 (4)1.2 本测厚仪的特点 (4)1.3 研究过程中遇到的难点和问题 (5)1.4 课题结构安排 (5)2 超声波测厚的基本原理 (6)2.1 超声波的介绍 (6)2.1.1 超声波的定义 (6)2.1.2 超声波的主要参数 (6)2.1.3 超声波效应 (6)2.1.4 超声波特性 (6)2.1.5 超声波的应用 (7)2.2 超声波测厚原理 (7)2.2.1 脉冲透射法 (7)2.2.2 脉冲回波法 (8)2.3 超声波探头 (8)2.3.1 超声波探头的种类 (9)2.3.2 超声波探头的性能指标 (10)2.3.3 超声波探头的工作原理 (10)2.3.4 超声波探头盲区 (11)2.4 超声波测厚仪的耦合剂 (11)2.5 本次超声波测厚仪的性能参数 (11)2.5.1 性能参数 (11)2.5.2 基本功能 (12)2.6 本章小结 (12)3 超声波测厚仪的硬件设计 (13)3.1 总体设计 (13)3.2 单片机控制电路 (13)3.2.1 STC89C52 (13)3.2.2 STC89C52引脚说明 (15)3.2.3 STC89C52的最小系统 (16)3.3 发射电路 (17)3.3.1 振荡电路 (18)3.3.2 驱动电路 (20)3.4 接收电路 (21)3.4.1 CX20106A (21)3.4.2 CX20106A内部构成 (21)3.4.3 CX20106A引脚注释 (21)3.4.4 CX20106A工作原理 (22)3.5 液晶显示电路 (23)3.5.1 LCD12864简介 (23)3.5.2 LCD12864的特性参数 (23)3.5.3 LCD12864引脚说明 (24)3.6 本章小结 (24)4 超声波测厚仪的软件设计 (26)4.1 主程序设计 (26)4.2 系统初始化设计 (28)4.3超声波发射程序设计 (29)4.4 计数单元设计 (30)4.5 中断程序设计 (31)4.6 按键单元设计 (32)4.7 本章小结 (33)5 课题总结 (34)5.1 课题研究所得成果 (34)5.2 课题研究中遇到的问题 (34)致谢 (35)参考文献 (36)附录I 常见材料声速表 (39)附录II 主函数程序........................................... 错误!未定义书签。
基于单片机的超声波车用钢板测厚系统设计
基于单片机的超声波车用钢板测厚系统设 计
学院名称： 汽车与交通工程学院
专业：汽车服务工程 班级： 13 汽车卓越 学号： 2013352222 姓名：侯 冲 指导教师姓名：李 丽 指导教师职称：讲 师
二〇一七年六月
江苏理工学院毕业设计说明书(论文)
基于单片机的超声波车用钢板测厚系统设计
2.2 超声波测厚的原理 ................................................................................... 8 2.3 超声波探头 .............................................................................................. 9
关键词：超声波；单片机；测厚
Design of an Ultrasonic Automotive Steel Plate Thickness Measurement System Based on Single Chip Microcomputer
Abstract：Automotive steel plate will be corroded for various reasons during the long time running process, and serious corrosion can cause possible steel plate fracture. It is necessary to carry out regular measurement of the automobile steel plate thickness owing to the safety problem. Besides, there is also a need for the thickness measurement of the automobile steel plate during the manufacturing process to check if the used steel plate can meet the production requirements. In this work, different thickness measurement methods are compared and ultrasonicautomotive steel plate thickness measurement system based on single chip microcomputer (SCM) is chosen as an ideal solution due to its advantages including simple structure and easy operation. The present thickness measurement system has employed the ultrasonic pulse echo method as the thickness measurement technology. Both thehardware and software designs are given. The hardware design part includes the STC89C52 module, i
毕业设计(论文)-基于虚拟仪器的超声波测厚仪的设计[管理资料]
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北方民族大学学士学位论文论文题目:基于虚拟仪器的超声波测厚仪的设计院(部)名称:电气信息工程学院学生姓名:专业:电气工程及其自动化学号:指导教师姓名:论文提交时间:2010年5月21日论文答辩时间: 2010 年5月28日学位授予时间:北方民族大学教务处制摘要由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于长度的测量，如测厚仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。
超声波测厚仪，可以对各种板材和加工零件作精确测量，也可以对生产设备中各种管道和压力容器进行监测，监测它们在使用过程中受腐蚀后的减薄程度。
利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在移动机器人的研制上也得到了广泛的应用。
本设计采用以 LabVIEW 为核心的低成本、高精度、微型化数字显示超声波测厚仪的硬件和软件设计方法。
应用超声波压电陶瓷实现了超声波的发射与接收和声信号和电信号的转变；应用 LabVIEW 软件技术完成对探头接收的信号的处理，实现了超声波测厚仪的功能。
经实验证明，这套系统设计合理、抗干扰能力强、实时性良好，经过系统扩展和升级，可以有效地解决各种板材和加工零件精确测量、建筑施工工地以及一些工业现场的监控问题。
关键词：超声波，测厚，LabVIEWAbstractAs the ultrasonic has strong directional, so it’s energy consumption is slow, and can spread long distance in the medium, therefore it often used in ultrasonic length measurement, such as thickness and material level measuring instrument can be achieved by ultrasound. Ultrasonic thickness gauge can be a variety of plates and processing components for accurate measurement of the production equipment also can be a variety of pipes and pressure vessels, monitoring their use after the process of thinning the extent of corrosion. Using ultrasonic detection tend to be quick, convenient, simple, easy to control, and in real-time measuring precision can reach the requirement of practical industrial, therefore in the research on the mobile robot also widely application.This design used LabVIEW with low cost for the core, high precision, miniaturization digital display ultrasonic thickness gauge of hardware and software design method. Application of ultrasonic wave of piezoelectric ceramic realized the emitting and receiving signal harmonic signal and the transformation, Application software technology to probe LabVIEW received signal processing, realize the ultrasonic thickness gauge function.The experiment proved that the system design is reasonable, strong anti-jamming ability, good real-time, expansion and upgrade, so the system can effectively solve all sorts of plank and machining parts, construction site accurate measurement of industrial site monitoring and some problems.Keywords: ultrasonic, thicknes s, LabVIEW目录前言 (1)第1章．超声波测厚仪的简介 (2) (2) (2) (2) (3) (4)第2章．系统的总体设计 (5) (5) (5) (5) (5) (6). 系统整体方案的论证 (7)第3章．超声波测厚仪测厚原理、方法 (8) (8) (9) (9) (10) (11)第4章．系统基于虚拟仪器的设计 (13) (13) (13) (14). LabVIEW (15) (15). LabVIEW的应用 (15). LabVIEW常用控件 (16) (20) (20) (22) (24) (26) (26)第5章．总结 (30)致谢 (31)参考文献 (32)附录1：程序框图 (33)附录2：英语原文 (34)附录3：中文译文 (44)前言虚拟仪器(Virtual Instrument,简称VI)是仪器技术与计算机技术深层次结合的产物，它是全新概念的仪器，是对传统仪器概念的重大突破。
基于单片机的钢材测厚仪的设计
合肥学院《单片机原理与应用》课程论文20013年6月基于单片机的钢材测厚仪的设计一、摘要本论文阐述的是电涡流式金属板材测厚仪的设计。
本课题利用电涡流传感器、单片机系统设计出一种金属板材测厚仪，它能实现不同金属板材的厚度测量、厚度合格检验及其超标报警，通过键盘进行待测金属板材种类输入、厚度合格检验时的设定厚度和误差等级设置，并用LED显示，给出合格检验时超标与否的指示灯提示及蜂鸣超标报警提示。
本系统由两部分组成：硬件系统和软件系统。
硬件系统利用电涡流传感器及其测量电路测量不同材质和厚度的金属板，得到不同电压，经放大后进行模数转换输入单片机。
单片机通过软件编程对被测数据进行相关处理，结果送往LED显示器进行显示，并外接蜂鸣器和指示灯实现超标报警。
软件系统用汇编语言进行编程，采用模块化设计思想。
该系统通过联调后，实现了预期各种功能，符合设计要求。
关键词：电涡流传感器；金属板材测厚仪；合格检验；单片机；LED显示二、设计背景厚度是工业生产中最常见和最基本的工业参数之一，是与人类的生活、工作关系最密切的物理量，也是各学科与工程研究设计中经常遇到和必须精确测量的物理量。
所以厚度的测量问题是一个经常遇到的问题。
厚度测量方法有很多：简单的厚度测量可以用卷尺或直尺来完成，要求精度高的用游标卡尺来完成，一些金属的厚度还可以用传感器来测量，具体用什么方法测厚要根据所测物体的大小、形状、材质以及测量精度来定。
在进行金属的厚度测量时，经常遇到金属表面有非金属涂层或油污等杂质使接触测量不准确或无法进行，而且在工业现场的在线测量也使得接触式测量变得困难，这就使得非接触式测量的优点显现出来。
电涡流传感器是20世纪70年代以来得到迅速发展的一种传感器，它利用电涡流效应进行工作。
由于结构简单、灵敏度高、频响范围宽、不受油污等介质的影响，并能进行非接触测量，可用广泛用来检测金属材质的厚度。
三、简要方案本次设计的电涡流式金属板材测厚仪应符合以下技术指标：（1）键盘设定厚度“测量”或厚度合格“检验”的功能选择；键盘进行待测金属板材种类输入、厚度合格检验时的设定厚度和误差等级设置。
钢板厚度测量仪讲解
课程设计题目：钢板厚度测试仪2012年11月10日目录第一章引言 ...................................................................................... 错误!未定义书签。
1.1研究的背景、目的和意义........................ 错误!未定义书签。
1.2国内外研究现状................................. 错误!未定义书签。
第二章测量原理和方案论证 .. (2)2.1系统的测量原理 (5)2.2方案的可行性分析 (6)第三章系统设计 (6)3.1光学系统的设计 (6)3.2机械结构设计 (7)3.2.1 行走机构的设置 (7)3.3.2 测量机构的设置 (9)3.3 电路系统设计................................................. .10 第四章精度分析.. (11)4.1电路对测量的影响 (11)4.2误差分析 (13)第五章总结 (14)参考文献 (16)第一章引言§1.1研究背景和意义几何量测量技术随着科技的发展而发展着。
从19世纪开始出现的线刻尺，到现在的游标尺、千分尺及其它机械式的测微仪，使几何量测量技术向前迈了一大步。
目前，我国大部分企业中，为了保证产品的质量，花费在测量上的时间和人员数量是相当可观的，这严重影响了工厂生产效率、经济效益。
而目前传统的接触式测量技术显然跟不上现代工业机械加工、材料加工的非接触要求，相反已成为提高生产效率和加工精度的制约因素. ，那么，这就需要有一种新的方法来代替接触式测量. 随着科技大发展和生产力的要求，非接触式的测量方法出现了。
第一台成功的非接触式自动测厚仪应用了X射线吸收技术。
从此，非接触式测量方法开始了迅猛发展，其强大的功能和优点无法使传统的接触式测量望其项背，也为人类社会的发展，工业文明的进步做出了巨大的贡献。
电容式测厚仪课程设计
电容式测厚仪课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解电容式测厚仪的工作原理、结构及应用，掌握电容式测厚仪的基本操作技能，培养学生分析问题和解决问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）掌握电容式测厚仪的基本原理；（2）了解电容式测厚仪的结构及主要部件；（3）熟悉电容式测厚仪的应用领域；（4）了解电容式测厚仪的维护保养方法。
2.技能目标：（1）能够正确操作电容式测厚仪进行测量；（2）能够分析测量数据，判断测量结果的准确性；（3）能够根据实际需要调整电容式测厚仪的参数。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对科学技术的兴趣和好奇心；（2）培养学生严谨的科学态度和团队协作精神；（3）培养学生节能环保、安全第一的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个方面：1.电容式测厚仪的基本原理；2.电容式测厚仪的结构及主要部件；3.电容式测厚仪的应用领域；4.电容式测厚仪的操作方法及注意事项；5.电容式测厚仪的维护保养方法。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：讲解电容式测厚仪的基本原理、结构和应用；2.讨论法：引导学生针对实际问题进行探讨，培养解决问题的能力；3.案例分析法：分析具体案例，使学生更好地理解电容式测厚仪的应用；4.实验法：让学生动手操作电容式测厚仪，提高实际操作能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：电容式测厚仪相关教材；2.参考书：电容式测厚仪的使用与维护手册；3.多媒体资料：电容式测厚仪的工作原理和操作视频；4.实验设备：电容式测厚仪及相应的实验器材。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采用以下评估方式：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，评估学生的学习态度和理解程度；2.作业：布置与课程内容相关的作业，要求学生在规定时间内完成，评估学生的掌握情况；3.实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能和分析问题的能力；4.考试成绩：通过期末考试，评估学生对课程知识的掌握程度。
锻料厚度测量课程设计
锻料厚度测量课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解锻料厚度测量的基本概念，掌握相关的专业术语。
2. 学生能够掌握锻料厚度测量的基本原理和常用方法。
3. 学生能够了解并描述影响锻料厚度测量准确性的因素。
技能目标：1. 学生能够正确使用卡尺、千分尺等工具进行锻料厚度的测量。
2. 学生能够运用所学的测量方法，对给定锻料进行准确快速的厚度测量。
3. 学生能够分析和处理测量数据，解决实际测量中遇到的问题。
情感态度价值观目标：1. 学生通过实践活动，培养对工程测量的兴趣和严谨的工作态度。
2. 学生在学习过程中，培养团队协作能力和问题解决能力。
3. 学生能够认识到测量在工业生产中的重要性，增强质量意识。
课程性质：本课程为实践操作课，结合理论知识，注重培养学生的动手能力和实际应用能力。
学生特点：学生为工业专业中职二年级学生，具备一定的专业基础知识，动手能力强，对实践操作有较高的兴趣。
教学要求：教师需结合学生特点，采用任务驱动法，引导学生主动参与实践，提高学生的操作技能和数据处理的综合素质。
通过课程学习，将目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
1. 锻料厚度测量基本概念：包括锻件、锻造工艺、厚度测量等基本术语的学习，理解锻料厚度测量的重要性。
教材章节：第二章 锻造工艺基础2. 锻料厚度测量原理：介绍锻料厚度测量的物理原理，包括接触式和非接触式测量的基本原理。
教材章节：第三章 测量技术基础3. 锻料厚度测量方法：学习并掌握卡尺、千分尺、测厚仪等工具的使用方法和操作技巧。
教材章节：第四章 常用测量工具及使用方法4. 影响测量准确性的因素：分析讨论温度、测量力、锻件表面粗糙度等因素对测量结果的影响。
教材章节：第五章 影响测量精度的因素5. 实践操作：分组进行锻料厚度测量实践，每组针对不同类型的锻件进行测量，记录数据并进行分析。
教材章节：第六章 实践操作6. 数据处理与分析：学习如何处理测量数据，分析测量误差，提出改进措施。
钢板厚度测试仪课程设计
目录第1章引言 (1)1.1 研究的背景和意义 (1)1.2 国内外研究状况 (1)第2章测量原理和方法论证 (2)2.1 检测系统的测量原理 (2)2.2 方案的可行性分析 (3)2.3 本章小结 (4)第3章系统设计 (4)3.1 光学系统设计 (4)3.2机械结构设计 (5)3.3 电路系统设计 (6)3.4 计算机软硬件系统设计 (15)第4章精度分析 (18)4.1 电路对测量精度的影响 (18)4.2 误差分析 (18)第5章总结 (19)参考文献 (20)第一章引言§1.1研究背景和意义传统的测量方法开始于接触式测量，这种测量方法检测效率低，劳动强度大，而且会使测量仪器的检测头发生磨损，从而造成仪器的测量精度下降。
毋庸置疑，科技的发展和社会的进步还没达到一个高度。
因此，在现代板材生产中，不论是轧制过程中还是最终产品的调整中，为获得较高的板材命中率和最佳的轧制过程及剪切效果，板材尺寸测量系统已成为生产线上不可缺少的设备之一。
第一台接触式速续测厚仪大约出现在1930年。
操作者用这台侧厚仪器去侧量铜材的厚度时, 必须把它推向待侧的钢带, 用机械的方法来测量距带材边沿几寸范围内的金属材料的厚度。
这种测量方法使用极其不便，而且测量精度也很低。
在我们看来，一般的物体尺寸的测量，无非长、宽、高（厚），三个方面，而厚度测量是生产中最常见的测量内容之一,常用量具是游标卡尺或千分尺,这些量具在使用时都必须和工件接触,虽然接触压力不大,但对一些特殊工件,在测量时不允许量具和工件接触,否则会在工件表面上留下压印或划痕，甚至有些测量环境环境下很难或无法进行接触式测量，那么，这就需要有一种新的方法来代替接触式测量. 随着科技大发展和生产力的要求，非接触式的测量方法出现了。
第一台成功的非接触式自动测厚仪应用了X射线吸收技术。
从此，非接触式测量方法开始了迅猛发展，其强大的功能和优点无法使传统的接触式测量望其项背，也为人类社会的发展，工业文明的进步做出了巨大的贡献。
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摘要根据超声波脉冲反射来进行厚度测量的，当探头发射的超声波脉冲通过被测物体到达材料分界面时，脉冲被反射回探头，通过精确测量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料的厚度。
凡能使超声波以一恒定速度在其内部传播的各种材料均可采用此测量。
按此设计的可对各种板材和各种加工零件作精确测量，也可以对生产设备中各种管道和压力容器进行监测，监测它们在使用过程中受腐蚀后的减薄程度。
可广泛应用于石油、化工、冶金、造船、航空、航天等各个领域仪器采用最新的高性能、低功耗微处理器技术，基于超声波测量原理，可以测量金属及其它多种材料的厚度，并可以对材料的声速进行测量。
本机利用单片机技术应用液晶显示测量厚度值,并同时显示声速,自动校准实现了已知声速测量厚度及已知厚度测量声速两大功能.操作简单,稳定可靠,是无损检测工作者的理想检测工具.【关键词】超声波脉冲反射；电涡流传感器；数据采集系统；CCD输出信号。
AbstractThickness measurement, according to the ultrasonic pulse reflection when the launch of the ultrasonic pulse probe through the material object to be tested interface, the pulse is reflected back to the probe, through the accurate measurement of ultrasonic wave propagation in the material time to determine the thickness of the material being tested. Those that make the ultrasonic wave at a constant speed in its internal communications can adopt the measure of various materials. According to this design can accurately measure about all kinds of plates and all kinds of machining parts, can be all kinds of pipeline and pressure vessel in the production equipment to monitor, monitor them in the process of using the degree of corrosion after thinning. Can be widely used in petroleum, chemical industry, metallurgy, shipbuilding, aviation, aerospace and other fields，Equipment using the latest high performance and low power consumption microprocessor technology, based on ultrasonic measuring principle, can measure the thickness of the metal and other a variety of materials, and can be conducted on the material of the sound velocity measurement. The machine using the single chip microcomputer technology application of measuring the thickness of the liquid crystal display (LCD) value, and at the same time shows that sound velocity, implements the automatic calibration known sound velocity measuring thickness and thickness measuring sound velocity known two big functions. The operation is simple, stable and reliable, and is an ideal testing tools to nondes【key words】ultrasonic pulse reflection; The eddy current sensor; Data acquisition system; The CCD output signal.目录第一章引言 (1)1.1研究背景和意义 (1)1.2国内外研究现状 (2)第二章测量原理和方案论证 (3)2.1系统的测量原理 (3)2.1.1激光三角法测量 (3)2.1.2非接触高精度厚度测量方法 (3)2.1.3 线阵CCD 用于光学三角法测量金属板厚 (4)2.2 测量方案的比较与确定 (6)第三章系统设计 (7)3.1光学系统设计 (7)3.2机械结构设计 (8)3.2.1 行走机构的设计 (8)3.2.2 测量部分的设计 (10)3.3电路系统设计 (11)第四章精度分析 (13)4.1电路对测量精度的影响 (13)4.2误差分析 (13)第五章总结 (16)参考文献 (17)致谢 (18)第一章引言1.1研究背景和意义几何量测量技术随着科技的发展而发展着。
从19世纪开始出现的线刻尺，到现在的游标尺、千分尺及其它机械式的测微仪，使几何量测量技术向前迈了一大步。
目前，我国大部分企业中，为了保证产品的质量，花费在测量上的时间和人员数量是相当可观的，这严重影响了工厂生产效率、经济效益。
而目前传统的接触式测量技术显然跟不上现代工业机械加工、材料加工的非接触要求，相反已成为提高生产效率和加工精度的制约因素. ，那么，这就需要有一种新的方法来代替接触式测量. 随着科技大发展和生产力的要求，非接触式的测量方法出现了。
第一台成功的非接触式自动测厚仪应用了X射线吸收技术。
从此，非接触式测量方法开始了迅猛发展，其强大的功能和优点无法使传统的接触式测量望其项背，也为人类社会的发展，工业文明的进步做出了巨大的贡献。
现在，人类已经在非接触式测量方面取得了巨大成就，但是，我们还是不能满足于当前的现状，因为社会的进步，生产力的发展，时不时还有新的问题出现在我们面前，对测量的各个方面有新的更高的要求，这些都摆在我们面前亟待解决。
因此，研究更好的，功能更强大，精度更高，更智能化，更人性化对，环境依赖性更小的非接触式测量方法究意义非凡了。
激光测厚仪的设计，充分考虑到现场的各种环境因素。
为了减少温度对机体长度的影响，使用了铁铸造件做机壳；利用石英玻璃窗片，保护窗口内部件(主要是光学仪器)以及把测量车体做成“C”型，并使之能在轨道上移动，以利于维护检修。
另外，为滤除背景杂波信号在接收镜头前加装滤光镜片。
激光测厚仪的安装、调试用了两个星期的时间，遇到不少困难。
在安装调试时，由于测量车体内空间太小，不便操作，加上在高电压的状态下工作，必须小心谨慎。
调试光学系统时，因上下两臂距离较远，给调试工作也带来不少麻烦。
激光测厚仪是近年来开发出的高科技实用型设备，是用于热轧生产线上实时在线式连续测量成材厚度的非接触式测量设备。
它有效地改善了工作环境，具有测量准确、精度高、实用性好、安全可靠、无辐射、非接触式测量等人工测量及其它测量方法无法比拟的优点，并为轧制钢材厚度控制提供了准确的信息，从而提高了生产效率和产品质量，降低了劳动强度。
激光测厚仪使用两年多以来，具不完全统计，因板厚误差造成的废品率下降了50%以上，创经济效益近千万元，受到各级部门和工作人员的肯定与赞赏。
1.2国内外研究现状光电法测厚的基础理论研究及测量仪器的研制在国外是比较早的，而且比较完善，如在日本、美国、英国、德国等国家，尤其是在日本、德国，由于一向注重于光电子技术的应用，因而在这一方面的发展更为瞩目，从光源到光电检测元件最为齐全，光电检测技术应用也比较普光遍。
从18世纪工业革命以来，科学技术以前所未有的速度在突飞猛进的发展，特别是近50年来，随着现代化生产和加工技术的发展，对于加工零件的检测速度与精度有了更高的要求，向着高速度、高精度、非接触和在线检测方向发展。
为此，工业发达国家对于检测仪器与设备速度与精度一直作为检测仪器的主要指标。
利用CCD 技术对产品表面质量进行实时检测、动态测量，具有结构简单、非接触、精度高、测量速度快、性能稳定可靠等优点。
摄像头的主要传感部件是CCD，它具有灵敏度高、畸变小、寿命长、抗震动、抗磁场、体积小、无残影等特点。
目前应用较多的是CCD技术，在现代板材生产中，不论是轧制过程中还是最终产品的调整中，为获得较高的板材命中率和最佳的轧制过程及剪切效果，板材尺寸测量系统已成为生产线上不可缺少的设备之一。
宽度偏差每减少1mm，成材率就可以提高0．1％左右，因此尺寸控制技术可显著提高经济效益和产品竞争力。
目前，先进的钢铁企业已较为普遍地采用在线自动测量技术对钢板板材的长度、宽度进行测量与剪切。
其中，除了采用激光扫描、超声检测、射线测量等技术外，近几年来也正在应用CCD摄像机进行图像尺寸测量方面的科研和技术改造，但达到实际应用的系统并不多。
国内目前钢板测宽仪,其结构复杂,控制繁琐,需要标定，以及及时维护,实时操作性差。
而本文所要研究的，是在原有的钢板在线测宽仪的基础上，提出了一种改良型的系统。
系统中采用经济的线阵CCD 成像系统,应用CPLD 与单片机结合采集与处理测量数据，和边缘细化技术提高测量精度。
整套系统结构简洁,成本低廉,抗干扰性能好，调试方便。
第二章测量原理和方案论证2.1系统的测量原理2.1.1激光三角法测量如图2.1所示，直射式激光三角法测量是利用入射光点与反射光点所满足的几何光路，再运用相似三角形各边之间的比例关系，求得被测物体厚度：式中，ｌ为激光束光轴和接收光轴的交点到接收透镜前主面的距离；ｌ′为接收透镜后主面到成像面中心点的距离；α为激光束光轴与接收透镜光轴之间的夹角；β为探测器与接收透镜光轴之间的夹角；Ｌ为像点位移量；ｘ为物面位移量．当被测物表面Ａ位于零参考面之上时取“－”，被测物表面Ｂ位于零参考面之下时取“＋”。