直线位移计量装置的研发开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1研究目的及意义

位移传感器将位移量转换为电量，从而实现对位移量的检测。它是位移测量仪器的主要组成部分，是测量线位移不可或缺的重要设备之一。线位移传感器在国防军工产品生产、试验过程中用途最多，应用领域广泛，在科研领域以及现代航空、航天、等产品的设计、试验、生产各个环节，运用到大量的位移传感器。因此，位移传感器测量的准确性、稳定性、量值传递的可靠和统一是非常必要的。

目前现有的校准方法一般是手动产生标准位移，容易产生人为误差，还需要人工记录数据，效率低，传感器的校准精度不易保证；此外，国内已有的自动校准系统通常是基于光栅系统或者激光干涉仪制造，对于非一线计量单位来说成本过高，无法普遍使用。通过本课题“直线位移计量装置的研发”的研究，能够实现控制直线运动滑台低速运动和停止、自动化采集线位移传感器数据，最终实现直线位移传感器的检定校准功能。本装置的研制具有十分重要的意义，相较于传统校准方法能消除人为误差、提高测量效率和测量精度，对于国内已有自动校准系统能降低制造成本，使得计量装置能够在计量单位普遍使用，对于线位移传感器制造厂家，能够减少检定校准成本，在工业生产方面有一定价值。此外，本装置的研发也为线位移传感器使用企业提供一个质量保障平台，具有良好的经济和社会效益。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究内容

（1）硬件电路设计。分析系统功能要求，设计出以STM32 Cortex-M0微处理器为控制核心的电路原理图，依据原理图绘制PCB电路图并制作接口电路。

（2）软件设计。设计符合系统功能要求的应用软件，并进行软、硬件联调，绘出主要程序的流程图。其中下位机实现位移控制、信号采集、与PC机通讯等功能；上位机实现数据接受、显示、计算、存储等功能。

（3）上位机界面设计。为实现较好的人际交互功能，有必要设计简洁方便的上位机界面。

（4）进行系统运行实例和测量不确定度分析。对线位移传感器进行检定校准，对测量不确定度进行评定。

2.2 研究目标

（1）实现直线运动滑台的定位控制。

（2）实现计量标准设备输出信号和位移传感器输出信号的同步采集。

（3）实现数据处理、误差分析、数据存储等功能。

2.3 拟采用的技术方案及措施

拟采用的技术方案流程图如图1所示，其中硬件上拟采用以STM32 Cortex-M0微处理器为控制核心，由通过伺服驱动器控制伺服电机转动实现直线运动滑台的定位控制，由信号采集模块实现同步采集功能，通过串口连接下位机和上位机；上位机拟采用美国NI公司的LabVIEW软件平台开发设计，实现数据处理、存储等功能。

图1 拟采用的技术方案流程图

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需理论知识，对系统要求进行分析，确定方案，完成外文文献翻译和开题报告；

第4周：了解并掌握相关物理量的测量方法；

第5-6周：完成测量系统硬件电路的设计；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]陈洪侠.直线位移传感器校准装置的设计[j].仪器仪表标准化与计量,2016(02):46-48.

[2]曹洁. 线位移传感器校准装置的研制[d].大连理工大学,2018.

[3]李昕. 线位移传感器自动校准装置研究[d].西安电子科技大学,2014.