基于位移传感器的电子围尺设计研究

邸柱国，马太郎

（辽宁林业职业技术学院 信息学院，辽宁 沈阳 110101）

基于位移传感器的电子围尺设计研究

邸柱国，马太郎

（辽宁林业职业技术学院 信息学院，辽宁 沈阳 110101）

文章通过拉线位移传感器精确地测量任何材料圆、管、轴、勾槽、滚筒的平均直径，详细分析了控制原理和影响控制精度的因素。

传感器；测量；电子围尺

现实生产生活中测量物体的直径可以使用直尺、米尺、皮尺、游标卡尺等测量工具，由于工具长度、制作材料等诸多元素的限制，数据一般不大精确。在林业测量领域，往往处于野外作业的环境条件下，需要人工记录大量数据，工作准确率和效率受到制约。电子围尺的设计就是针对这一问题，所提出的解决方案。

1 RS485串口

1.1 HEXIN-III型转换器

HEXIN-III型转换器（见图1）之间的双向接口的转换器，应用于主控机之间，能够将RS-232串行口的TXD和RXD信号转换成两衡半双工的RS-485信号，无外接电源[1]。

图1 HEXIN-III型转器

1.2 型转器性能与参数

（1）串口特性：接口兼容EIA/TIA的RS-232C，RS-485标准。（2）电气接口：RS-232端DB9孔型边接口，RS-485端DB9针型连接器、配接线柱（五位接线）。（3）工作方式：异步半双工。（4）传输介质：普通线、双绞线或屏蔽线。（5）传输速率：300～11.52 k波特率。

1.3 接线与信号

HEIN-III转换器采用DB9型的母头（见图2）连接口与RS232接口相连，另一端DB9的公头（见图3）连接器与RS485接口相连。其工作电源有两种情况：直接从RS232端口向3脚供电，同时，由7（RTS）和4（DTR）脚给HEXIINIII型辅助供电，当RS232不能正常供电时，可由RS485端的DB9M6（+12 V）和5脚（GND） 供电（见表1—2）。

表1 RS232引脚定义

表2 RS485引用脚定义

图2 RS232端（DB9母头）

图3 RS485（DB9M公头）

2 绝对值编码器

磁性单圈绝对值数字化角度传感器（见图4），广泛应用于发动机测速，也可用于测量旋转角度、角速度。本款编码器设计及选材均保证编码器在恶劣环境条件下可靠工作。磁电旋转编码器，比光电编码器更耐用，抗环境污染能力更强，故障率更低，输出波形与时序特性如图5所示。

图4 绝对值编码器

图5 输出波形与时序特性

3 蓝牙串口接收器

无线蓝牙串口（见图6）连接，从而实现无线的串口通信。本产品可通过DB9接口连接到任何具有标准RS232串口的设备上使用，并可与支持蓝牙SPP通信功能的USB蓝牙适配器、笔记本电脑、平板电脑、手机、PDA等设备进行无线串口通信。

图6 无线蓝牙串口

4 电子围尺硬件设计

将电池组、电路板、绝度值编码器、蓝牙串口接收器及RS485串口连接固定，电子围尺硬件电路图工作原理如图7所示，实物如图8所示。

图7 电子围尺硬件电路图工作原理

图8 电子围尺实物

5 结语

本文介绍了一种利用磁性单圈绝对值数字化角度传感器进行测量的工具，详细阐述了控制原理和影响控制精度的主要因素。从实际效果来看，采用该种方法具有测量精度高、测量方便、即时测量、结构合理、精度稳定、携带保管方便等特点，适用于林业现场测量等精密测量，具有广泛行业实用推广价值。

[1]中华文本库.HEXIN-III RS232RS485转换器说明书[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

邸柱国（1977— ），男，辽宁葫芦岛人。