在高温超导磁悬浮车运行过程中,要实时检测其悬浮高度,必须选用合适的传感器,进行快速非接触式距离测量。 针对悬浮高度检测的强磁场环境,分析了多种非接触式距离传感器(超声波传感器、涡流传感器、光电传感器)的特点,选用了廉价的CMOS摄像头,用图像测距方式实现悬浮高度的快速测量。 通过两束激光定标,利用凸透镜成像原理中焦距和物高固定情况下,像高和物距成反比关系的原理来实现距离测量。用图像传感器采集轨道平面上包含两个激光点的像的图像,用ARM处理器处理图像数据,识别激光点像并计算像高,根据像高得到轨道与测量仪间的距离。 通过需求分析把整个测量仪划分为成像模块、数据处理模块、控制模块、通信模块、I/O模块。在模块设计与调试的基础上最终完成了整个测量仪的装配、调试和标定。 试验结果表明测量仪分辨率为0.25mm。根据试验数据确定测量范围为45mm～70mm。每秒钟可测量4次。整个系统成本500元左右。 论文较详细地介绍了系统硬件、软件的设计方法,提供了全部原理图和部分程序清单,对系统调试中各种故障的分析处理作了较详细说明。 测量仪还存在一些不足之处,如测量精度不高,测量速度不够快,通信模块软件没有实现。论文最后提出了测量仪改进措施,这些改进措施在技术上没有难度,只要适当增加投入,就能使测量仪达到实用要求。