激光扫描直径测量技术作为一种非常有效的非接触检测方法,在国内外被广泛地应用于工件尺寸的在线检测,激光扫描测径系统采用激光扫描方法对柱状的物体实现高速度、高精度、非接触测量,因此非常适合对物体进行在线测量,有利于生产的自动化、智能化。课题针对当前激光扫描测径系统中扫描物镜的设计、安装、维护要求高,测量精度受环境温度影响较大等问题,深入研究并实现了无扫描物镜的激光测量直径系统。设计了差分前置放大电路,实现了光电共轭的边缘检测方法,提出并实现倍频移相法测量脉冲宽度。主要研究内容：1、通过深入研究无扫描物镜的激光扫描测径技术特点,完成光学系统的设计和分析,结合已有的实验平台建立基于FPGA脉冲计数的激光测量直径系统。2、在AD620仪表放大器的基础上设计了差分前置放大电路,经过仿真证明了该电路具有良好的差模放大倍数,共模抑制比、稳定性、输入带宽等,能够很好的提取微弱信号；对接收光电信号的边界进行了分析,基于激光半光强法等边界检出方法,研究和实现了光电共轭方法检出边界信号,更精确的实现了边界的检测并完成电路设计,经过仿真可以看出,在输入波动的情况下该方法具有良好的稳定性和自适应能力。3、通过直接脉冲计数法来实现对脉宽的测量,为了提高测量脉宽的精度,在现有输入时钟不变的情况下,本文尝试了一种新的计数方法--倍频移相脉冲计数法,通过Xilinx FPGA实现,在Xilinx ISE 10.1软件中编写源程序并完成仿真,表明该方法能够很好的提高脉宽测量的精度,减小误差。4、用AT89S52完成控制电路的设计和实现,编写了相应的控制程序和显示程序,并通过RS232与计算机相连,为系统的进一步扩展提供了可能。5、对系统的误差进行了分析,对系统进一步完善提供了建议,如采用多分段标定等方法,通过软件修正进一步提高系统精度；附加一些非功能性参数监测系统,以检测系统是否正常运行,没有正常运行情况下可能出现问题的环节,以减少系统维护的麻烦。