ＣＣＤ单向测径仪由光学成像、ＣＣＤ驱动及采集、模拟信号处理及单片机４部分组成。
ＣＣＤ外径测量的工作原理为：点光源光线经过透镜后变成平行光束；该平行光束成为被测物体的背景光，物体在背景光的照射下，经过透镜在ＣＣＤ器件上成像。
ＣＣＤ是一种光电转换器，用集成电路工艺制成，它以电荷包的形式储存和传送信息，主要由光敏单元、输入结构和输出结构等组成，通过ＣＣＤ可以实现光电转换，信号储存、转移、输出，以达到ＣＣＤ对物体像进行测量的目的。
由于物体像的大小与被测物体尺寸成正比，因此通过测量物体像的大小可以得到被测物体的尺寸。ＣＣＤ采集到的信号经过放大处理后通过输入接口送到单片机中进行计算。单片机可以给出径值显示、径值超差报警输出，同时可以根据工艺要求进行ＰＩＤ运算并给出控制量输出。该系统与生产设备构成的闭环控制系统可以保证产品外径的几何精度。
整个过程中，记数部分采用中断方式，以保证不漏记数，预置值采用定时扫描读入，控制计算采用ＰＩＤ增量形式。
在生产中的应用把该装置放在生产线上，使它与牵引机（挤出机）构成闭环控制系统，将对外径进行有效的控制。当挤出机挤出量变化时，通过被测外径的变化量及控制系统给出的控制量来控制牵引机的牵引速度，以确保外径稳定在设定范围内。
