基于位移傳感器的電子圍尺設(shè)計研究

邸柱國，馬太郎

（遼寧林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 信息學(xué)院，遼寧 沈陽 110101）

基于位移傳感器的電子圍尺設(shè)計研究

邸柱國，馬太郎

（遼寧林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 信息學(xué)院，遼寧 沈陽 110101）

文章通過拉線位移傳感器精確地測量任何材料圓、管、軸、勾槽、滾筒的平均直徑，詳細分析了控制原理和影響控制精度的因素。

傳感器；測量；電子圍尺

現(xiàn)實生產(chǎn)生活中測量物體的直徑可以使用直尺、米尺、皮尺、游標(biāo)卡尺等測量工具，由于工具長度、制作材料等諸多元素的限制，數(shù)據(jù)一般不大精確。在林業(yè)測量領(lǐng)域，往往處于野外作業(yè)的環(huán)境條件下，需要人工記錄大量數(shù)據(jù)，工作準(zhǔn)確率和效率受到制約。電子圍尺的設(shè)計就是針對這一問題，所提出的解決方案。

1 RS485串口

1.1 HEXIN-III型轉(zhuǎn)換器

HEXIN-III型轉(zhuǎn)換器（見圖1）之間的雙向接口的轉(zhuǎn)換器，應(yīng)用于主控機之間，能夠?qū)S-232串行口的TXD和RXD信號轉(zhuǎn)換成兩衡半雙工的RS-485信號，無外接電源[1]。

圖1 HEXIN-III型轉(zhuǎn)器

1.2 型轉(zhuǎn)器性能與參數(shù)

（1）串口特性：接口兼容EIA/TIA的RS-232C，RS-485標(biāo)準(zhǔn)。（2）電氣接口：RS-232端DB9孔型邊接口，RS-485端DB9針型連接器、配接線柱（五位接線）。（3）工作方式：異步半雙工。（4）傳輸介質(zhì)：普通線、雙絞線或屏蔽線。（5）傳輸速率：300～11.52 k波特率。

1.3 接線與信號

HEIN-III轉(zhuǎn)換器采用DB9型的母頭（見圖2）連接口與RS232接口相連，另一端DB9的公頭（見圖3）連接器與RS485接口相連。其工作電源有兩種情況：直接從RS232端口向3腳供電，同時，由7（RTS）和4（DTR）腳給HEXIINIII型輔助供電，當(dāng)RS232不能正常供電時，可由RS485端的DB9M6（+12 V）和5腳（GND） 供電（見表1—2）。

表1 RS232引腳定義

表2 RS485引用腳定義

圖2 RS232端（DB9母頭）

圖3 RS485（DB9M公頭）

2 絕對值編碼器

磁性單圈絕對值數(shù)字化角度傳感器（見圖4），廣泛應(yīng)用于發(fā)動機測速，也可用于測量旋轉(zhuǎn)角度、角速度。本款編碼器設(shè)計及選材均保證編碼器在惡劣環(huán)境條件下可靠工作。磁電旋轉(zhuǎn)編碼器，比光電編碼器更耐用，抗環(huán)境污染能力更強，故障率更低，輸出波形與時序特性如圖5所示。

圖4 絕對值編碼器

圖5 輸出波形與時序特性

3 藍牙串口接收器

無線藍牙串口（見圖6）連接，從而實現(xiàn)無線的串口通信。本產(chǎn)品可通過DB9接口連接到任何具有標(biāo)準(zhǔn)RS232串口的設(shè)備上使用，并可與支持藍牙SPP通信功能的USB藍牙適配器、筆記本電腦、平板電腦、手機、PDA等設(shè)備進行無線串口通信。

圖6 無線藍牙串口

4 電子圍尺硬件設(shè)計

將電池組、電路板、絕度值編碼器、藍牙串口接收器及RS485串口連接固定，電子圍尺硬件電路圖工作原理如圖7所示，實物如圖8所示。

圖7 電子圍尺硬件電路圖工作原理

圖8 電子圍尺實物

5 結(jié)語

本文介紹了一種利用磁性單圈絕對值數(shù)字化角度傳感器進行測量的工具，詳細闡述了控制原理和影響控制精度的主要因素。從實際效果來看，采用該種方法具有測量精度高、測量方便、即時測量、結(jié)構(gòu)合理、精度穩(wěn)定、攜帶保管方便等特點，適用于林業(yè)現(xiàn)場測量等精密測量，具有廣泛行業(yè)實用推廣價值。

[1]中華文本庫.HEXIN-III RS232RS485轉(zhuǎn)換器說明書[EB/OL].（2017-04-15）[2017-08-25]. http://www.chinadmd.com/file/ zewsrs33eiu36xoorzawxii6_1.html.

Study on electronic circumference ruler design based on displacement sensor

Di Zhuguo, Ma Tailang
（Information College of Liaoning Forestry Vocational and Technical College, Shenyang 110101, China）

In this paper, the average diameter of any round, tube, shaft, hook groove and drum of any material is measured accurately by the pull wire displacement sensor. The control principle and the factors affecting the accuracy of the control are analyzed in detail.

sensor; measuring; electronic circumference ruler

邸柱國（1977— ），男，遼寧葫蘆島人。