基于“大型工件在机自动检测技术研究”项目,本课题组承接了研制自制激光三角法位移传感器并利用自制传感器实现内尺寸测量的任务。为了实现内部精细测量,课题组提出了基于三角法位移传感器的测量方法,目前,采用商业三角法传感器搭建的测量系统能够完成承接的测量任务。但由于国外的垄断行为,市场上的商业传感器价格昂贵,且测量形式单一,难以灵活集成。而国内对三角法传感器的研究尚处于摸索阶段,鲜有成型的产品可供使用。针对上述问题,本课题开展了三角法传感器样机的研制工作。本文的主要工作如下:1.根据激光三角法原理和实际物体表面反射模型,设计了直射式三角法传感器的光路结构。采用FPGA+ARM结构完成了三角法传感器的硬件系统搭建。同时编写了配套的上位机程序,用于传感器的输出显示。2.针对三角法像点光斑光强分布受被测工件表面特性影响的问题,研究了一种动态模板匹配和归一化互相关函数的三角法像点光斑定位算法。并将该方法运用到传感器样机中,通过对比试验验证了该算法相比于传统的灰度质心法具有更高的精度和稳定性。3.搭建了传感器标定装置。提出了一种基于曲线拟合的三角法标定方法,推导了以任意位置为量程零点的拟合曲线形式,并对传感器进行了标定。利用标定好的传感器测量金属量块位移。试验结果表明采用曲线拟合标定方法搭配本文提出的像点光斑定位方法在4mm量程内获得了10μm的测量精度。4.利用自制传感器搭建了内尺寸定值比较测量装置,并利用该装置测量了平行平板间距,结果表明测量误差不大于10μm。