摘要：數字位移傳感器位移測量系統中的數字位移傳感器具有高精度、高分辨率和穩定性好的特點，并且系統中SPP轉RS 232接口電路，解決上位機與位置反饋環節之間的傳輸距離短的問題。云臺的一米紅外太陽望遠鏡終端為了得到清晰的太陽光譜，將采用該位移測量系統。介紹系統的結構和位移傳感器工作原理，闡述了數據采集部分SPP轉RS 232接口電路的硬件設計和系統的軟件設計，并且進行位移測量實驗。實驗結果表明。該位移測量結果達到了紅外太陽望遠鏡主鏡調焦的精度和實時性要求，系統將于2009年年底投入試用。
關鍵詞：數字位移傳感器；機電控制；SPP轉RS 232接口；位移測量

0 引言
在許多計算機應用系統中，并行接口和RS 232串行通用接口是使用最為普遍的兩種標準接口。標準并行接口采用8位數據的并行正向傳輸，其特點是傳輸速度快、傳輸距離短。而RS 232串行接口常用于數據終端設備和數據通信設備之間的連接，其特點是傳輸速度相對較慢，但傳送距離較遠。
云臺一米紅外太陽望遠鏡(以下簡稱YNST)的主鏡調焦將采用基于數字位移傳感器的位移測量系統，在所提出來的科學目標中，要求主鏡調焦中M3鏡調焦范圍為O～20 mm，并且位移測量值實時地顯示在數顯表或控制軟件上，傳輸速率要求不高，但傳輸距離要在10～15 m。而系統選擇的高精度數字位移傳感器只提供標準并行接口(standard Parallel Port，SPP)，它與上位機連接的SPP數據傳輸線較短，為此在保證系統反饋環節數據傳輸速率達到系統要求的前提條件下，在上位機與數字位移傳感器之間接入SPP轉RS 232接口電路，解決傳輸距離短的問題。

1 系統的結構及位移傳感器工作原理
1．1 系統結構
系統的整體結構如圖1所示，系統主要由上位機、運動控制環節和位移反饋環節組成。上位機為至少含有兩個COM口的工業控制計算機。運動控制環節主要由運動控制器、驅動器、混合式步進電機和水平機械運動裝置組成；位移反饋環節主要由帶數顯表的數字位移傳感器和SPP轉RS 232接口電路組成。數字位移傳感器型號為5CB～10C，位移測量范圍為0～20 mm，數顯表讀數范圍為O～19．999 mm，分辨率為1μm，線性度達到滿量程的0．05％，即精度達到10μm。

1．2 數字位移傳感器工作原理
數字位移傳感器由差動變壓器(LVDT)和電測儀器組成。LVDT是把被測位移量變換成電信號的傳感器，它具有結構簡單使用方便、使用壽命長等特點，可直接用于測量物體間的相對變位，物體的長度變化。它不但可測靜態位移也可測量動態位移，電測儀器由電子測量線路和數字面板表、A／D轉換板組成。A／D轉換板有單端16路模擬量輸入，A／D轉換位數為14位，轉換速度達到10μs。LVDT最基本的結構是由在圓柱形骨架上繞有螺旋形的原邊和兩個付邊繞組所組成的線圈及一可動鐵芯構成，其原理如圖2所示。