测径方法大致分激光扫描测径，CCD投影测径，激光衍射测径，而激光扫描测径是用得较多的一种。激光扫描测径是根据光学的几何原理设计而成，激光适应性强、安装使用方便、测量精度高，与计算机技术相结合可达到智能控制测量数据，同时有的激光扫描测径可以通过网络实现远程控制。激光扫描测径有非接触，高速、高精度等特点，常被用于核工业、航空航天等领域的在线检测与质量控制。本课题主要来源于核工业领域实际生产需要，由于核燃料棒的特殊性，在对其进行直径测量时，不能利用传统测量方法进行测量，必须研制一种具有针对性的测量系统，以保证核燃料组件工作时的安全性与可靠性。本论文根据实际需求，选择了四种直径测量方法，并做了详细介绍，分析了各种测量方法的优点和缺点，选择了最优测量方法：激光扫描测径方法，针对激光扫描测径仪设计与实现做了详细阐述。设计了机械系统，光学系统和控制系统，并对系统所涉及的电机技术、扫描棱镜、激光技术、激光的准直与聚焦、 k透镜、及电机锁相环控制技术进行了详细的论述，论文还对引起系统测量误差的原因进行了专题讨论，分析了正八面体扫描棱镜的加工精度、光学零件安装精度、扫描电机速度波动、边缘信号检测对系统测量精度的影响，并给出了相应的解决方法。最后，利用直径为5.36mm、7.32mm、8.58mm、9.65mm、10.76mm、11.43mm、12.80mm、14.21mm八个标准件进行测量，标定了正八面体旋转棱镜的修正系数，通过对直径分别为8.45mm、10.03mm、10.45mm、13.65mm四个标准件再次进行测量试验，验证了系统的可靠性和稳定性，实验结果表明，激光扫描测径仪的测量精度为0.0078mm，最大标准误差为0.0055mm，完全满足设计要求。