### 基于单片机的智能位移量检测系统设计
#### 摘要与关键词解析
本文探讨了一种采用单片机为基础构建的智能位移量检测系统设计问题，旨在解决传统位移量检测中精度与检测范围之间存在的矛盾。通过软件补偿法的应用，实现了在保持高精度的同时有效扩展检测范围的目标，并成功地将其应用于精密校正机器人的智能自动检测系统中。
**关键词解析：**
- **软件补偿法**：通过软件算法来修正传感器测量误差的方法。
- **检测精度**：传感器测量结果与真实值之间的接近程度。
- **检测范围**：传感器能够准确测量的最小值到最大值之间的区间。
- **单片机**：一种集成微处理器、存储器和输入/输出接口等部件于一体的微型计算机。
#### 前言与背景
在精密校正机器人中，需要准确测量轴类零件轴向的弯曲量，这一任务通常通过检测零件多个截面的一周径向跳动量后，利用LRC法（最平方根循环平均法）进行计算和拟合得出结果。系统要求位移量检测范围为-1.5mm至1.5mm，精度需达到0.01mm。常用的差动变压器式传感器无法同时满足高精度和宽检测范围的要求。因此，本研究设计了一个基于单片机的智能位移量自动检测系统，通过软件实现非线性补偿，从而在确保检测精度的同时将检测范围扩展至-2.10mm至2.0mm。
#### 系统结构及原理
该系统属于单片机应用系统范畴，硬件包括8031 CPU、扩展的程序存储器和数据存储器、位移量输入通道、键盘以及显示器等组成部分。其中，位移量输入通道由位移传感器、变送器、A/D转换器和I/O接口电路构成，负责完成位移量的检测任务。
**软件补偿原理：**
- **学习过程**：通过对高精度标准样棒进行实测，获取位移量输入通道的输入输出特性，进而确定各点的补偿量。
- **检测过程**：在实际检测位移量时，根据位移量输入通道的输出值，在补偿函数表中查找相应的补偿量，最后通过软件补偿算法计算出实际的位移量。
#### 差动变压器式传感器分析
差动变压器式位移传感器基于互感原理，将被测位移量转换为对应的互感量变化，再通过变送器转换为电压值。这种传感器具有非线性的输入输出特性，限制了其在高精度小位移量或低精度大位移量检测中的应用范围。因此，通过软件补偿法提高其检测范围和精度具有重要的实践意义。
#### 结论
本文介绍了一种基于单片机的智能位移量检测系统的设计方案，通过软件补偿法解决了传统位移量检测中精度与检测范围之间的矛盾。该系统不仅满足了高精度的要求，还成功地扩展了检测范围，为精密机械加工领域的自动化检测提供了新的解决方案。
基于单片机的智能位移量检测系统通过引入软件补偿技术，在不牺牲精度的情况下显著提高了检测范围，对于推动精密机械制造技术的发展具有重要意义。
