张天恒 彭东林 杨继森 郑方燕 陈自然

（重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心，重庆 400054）

纵览人类长度测量工具发展的过程，就是一部社会科技进步史，从最早的机械式到现在应用计算机作为测量工具。直线式时栅传感器是一种全新原理的位移传感器［1］。为了延伸时栅传感器的种类，在圆时栅传感器达到计量光栅水平并且批量化生产的基础上，着手对直线式时栅传感器研究。本文利用PHILIPS公司的ARM处理器LPC2214和它内部集成的脉宽调制器（PWM）、定时器（Timer），利用PWM发送高速脉冲，定时器同步计数方法，实现了高频脉冲的输出和脉冲数的精确控制，设计一套高精度自动闭环控制系统，并能与直线式时栅传感器和上位机通信。

1 直线式时栅传感器自动闭环控制系统设计

直线式时栅传感器自动控制系统结构如图1所示。上位机通过串口向ARM控制器发送直线位移数据，ARM控制电动机旋转以带动滚珠丝杠，同时用串口接收直线时栅与直线光栅测量的反馈信号，形成闭环控制。控制完成后，ARM通过串口向上位机发送控制完成信号，上位机接收精密直线光栅和时栅的测量结果做差值运算，从而得到直线式时栅传感器的误差。然后向ARM处理器发送下一个设定的位移值，这样在上位机主程序的控制下按步骤完成每一个设定目标值的准确控制，等到所有的目标点都采集完成后，上位机得到并输出直线时栅传感器的全程原始误差曲线。

2 自动控制系统硬件设计

自动控制系统硬件设计如图1中控制模块部分所示。……