表面粗糙度是指工件加工表面的微小的不平整度,是评价工件表面加工质量的重要参数。随着粗糙度测量理论的发展和技术的进步,光学的测量方法特别是光散射的粗糙度测量方法由于其快速、非接触的优点,得到了迅速的发展。本设计的测量对象是细杆内壁的粗糙度数值,由于测量空间的限制,传统的测量方法和测量仪器已经难以满足需求,需要设计一种新的测量装置。首先,本文对比分析了各种主要的粗糙度测量方法,针对细杆内腔空间狭小的特殊性选择了光散射法的测量方法。并根据Beckmann等人的光散射理论模型,进行了理论的推导,得出了适合于本文的光散射理论模型。其次,对系统的硬件、软件进行了设计。在硬件部分,设计了光伏模式下的光电转换电路,实现了散射光强信号到电信号的精密转换,并设计了数据处理及控制电路来实现对光电转换部分的控制以及与上位机的通讯。同时根据硬件设计的需求对测量部分相关机械结构进行了设计,以配合电路部分完成测量的功能。在软件部分完成了控制电路的C语言设计与控制上位机的数据接收及处理VB程序编写。最后,对系统进行了一系列功能验证性实验。其中包括系统的线性度实验,稳定系实验,以及最终的系统总体实验。