精密零件在制造过程中经常要对孔径Φ3mm左右的细长小孔进行现场检测。通用塞规易划伤内孔测量表面,本文采用气动测量的方法。气动测量具有非接触,精度高,稳定性好等优点。传统的气动测量以浮标式气动量仪为主,但该种量仪由于自身结构的限制,未能在自动化测量领域有所作为。本文采用压力式气动测量,用51单片机作为控制中心,与当前飞速发展的传感器技术相结合,实现了小孔直径的自动化测量。可以方便地实现数据的分析与处理,测量结果的显示与打印等数字化功能。本文针对细长孔径尺寸精度的精密测量,对气动测量检测小孔直径的理论、方法及软硬件设计进行了深入的研究。首先在气动背压式喷嘴挡板机构的基础上,建立气动塞规测量系统的数学模型。采用理论与实验相结合的方法,优化测量系统气路参数,使得测量系统的灵敏度和测量线性范围段取值合理。在气动塞规数学模型的指导下,研制出气动塞规小孔直径测量系统。测量系统采用差压式气路,有效地减少了气源压力波动对测量结果造成的影响。硬件设计包括传感器信号放大电路的设计、模数转换电路的设计、单片机外围接口电路的设计以及测量用夹具的设计。软件设计分为测量和标定两部分。测量部分实现的功能有实时显示测量结果,测量结果、测量日期和时间的打印输出等功能。标定部分主要实现的功能有数据输入、数据处理和标定结果存储。最后通过实验验证了测量系统的正确性。实验表明测量系统的重复测量精度能满足实际测量要求。对测量系统进行了误差分析,分析了影响测量精度的误差要素,并根据实验结果将其量化。根据均方根法计算出测量系统的总误差为0.781 m,满足测量精度1 m的要求。