近年来,多种高性能的新型细丝大量涌现,其在现实生活中的使用范围逐渐扩大。在细丝的工业化生产制造中,如何进行自动化、信息化、并行化的细丝直径检测成为各大细丝制造厂商亟待解决的问题。因此,本文针对现有细丝直径检测方法的优缺点,在保证精度的前提下,以提高细丝直径测量频率为目的,提出了一种阵列细丝直径实时检测系统。本系统有效降低了数据传输量,缩短了细丝直径的解算时间,提高了细丝直径的检测频率,满足了工业化生产提出的实时检测阵列细丝的直径的要求。本文的主要研究内容和工作如下:1.提出了阵列细丝直径实时检测系统的总体设计方案,分析了投影成像原理、细丝像数据的采集原理、细丝直径测量原理以及标定原理等。2.完成了系统的各个硬件单元设计及系统机械结构设计。确定了探测成像单元的放大倍数、成像镜头的型号以及线阵CMOS的型号。设计了数据测量单元的细丝像波形测量模块以及细丝直径测量模块。设计了中央控制单元的线阵CMOS驱动模块、数据传输模块以及控制模块。确定了过程控制单元的硬件要求。3.开发了系统的各单元的软件,包括中央控制单元的下位机软件、过程控制单元的上位机软件及原理样机的电机驱动软件。实现了上位机与下位机之间的通信连接、参数设置、状态查询、数据传输,上位机与电机之间的通信连接及参数设置,上位机的数据显示等功能。4.根据设计方案搭建了阵列细丝直径实时检测系统,并进行了镜头像方焦点位置的确定实验、标定实验以及重复性测量实验。首先确定了系统所用的8mm焦距成像镜头以及25mm焦距成像镜头的像方焦点的位置。然后根据标定结果得出了系统放大倍率随细丝直径变化的函数曲线。重复性实验结果表明,本系统可对24根细丝阵列并行测量,测量频率为5k Hz,量程覆盖0.1mm～1.0mm。在0.1mm～0.3mm范围内,动态测量重复精度为3.5μm,动态重复性误差百分比绝对值小于1.21%;在0.3mm～1.0mm范围内动态测量重复精度为8.3μm,动态重复性误差百分比绝对值小于1.43%。系统测量精度、效率以及稳定性均表现良好,满足自动化、信息化、并行化的设计要求。