智能线长线径测量仪

　　线长的测量,传统的自动测量采用时间乘速度的方法。而对电缆线长的在线测量由于其行进速度的不均匀往往使测量产生较大的误差,本仪器采用长度自动积累的方法,测量线长误差小,且可以通过键盘预置测量长度。

　　线径测量,传统采用静态测量的较多。动态测量的精度往往受电缆振动的影响较大,本仪器采用CCD传感器加入机械减振装置,并通过8031单片机的控制完成对线径的测量,以及线径上下限的预置和超差报警等功能。

　　1　测量原理

　　图1为线长测量示意图。图中卡头和测量带固定在一起并可绕两滚筒循环运动,当电缆通过测量机时由测量机上的卡头1在A位置卡住电缆并与电缆一起运动,至B位置时放开电缆而这时卡头2已卡住电缆,如此循环保证电缆和测量带一起运动,通过对测量带上刻度的记数完成对电缆的测长.

　　图2为线径测量的示图。由光源和聚光系统照亮电缆,通过成像系统将电缆径向成像于CCD传感器上。CCD传感器是由多个光敏像素组成的线阵,当光照射到CCD传感器的像素时像素有电压输出,而被电缆成像阴影遮挡的像素没有电压输出,这时CCD传感器会输出周期为T的脉冲,其周期与被照亮的像素的多少成比例,在T周期高电平期间通过CCD系统中时钟脉冲的计数可以得出有电压输出像素的个数n,则线径为CCD线阵总像素数减去计数脉冲数n,再乘以一个像素的尺寸即:

　　D=(N-n)×M

　　式中　D—电缆直径尺寸;

　　N—CCD线阵像素个数;

　　n—高电平时计数脉冲个数;

　　M—每个像素的尺寸

　　在本仪器中,我们所用的CCD传感器是日本东芝公司的TCD102C电荷耦合传感器,其像素数为2 048个,像素尺寸为14μm×14μm,则上述公式为:D= (2 040-n)×14μm。

　　2　整机结构

　　图3为整机结构示意图。减振器由二根间隔较小的滚柱组成,用以减小运动中电缆的振动幅度,测量带绕在相隔1m的滚筒上,在测量带上有四个等距的电磁卡头, A、B为两相距0.8m的透射式光电头,当任一个卡头通过光电头A时控制系统令其吸合,当其通过光电头B时令其放松,用该系统解决了电缆与测量带同步运动的问题。关于运动的动力可以有两种选择:一是由测量仪本身动力带动电缆运动;另一种则是测量仪本身不用动力,而借助电缆在线运动的力量带动测量带运动。测量带刻度记数光电头为一反射式光电头,通过它对带尺刻度的记数可测量得电缆长度为:

　　L=S×d

　　式中　L——电缆长度;