随着生产的不断发展，对直线大位移的测量提出了更高的要求。为此提出了一种以摆动式机械接触滚轮为基本原理，基于霍尔元件进行信号检测的直线大位移测量方法。该方法是一种直接以运动部件自身为静止参照物的自为基准测量方式，将两物体的相对直线运动转变为滚动轮的转动，霍尔检测滚动轮的转动角度和方向来计算位移。该方法具有结构简单测量装置体积小量程大及适应环境广等优点，有一定的应用价值。

现有的直线大位移传感器主要以光栅磁栅电阻式电感和感应同步器等原理为基础制成，测量精度较高，但总体结构尺寸较大测量性能易受湿度、灰尘等影响，这些传感器测量方式有一定的相似性，基本上都是由标尺和检测元件两部分组成凹使用时，标尺和检测元件分别固定于静止和运动部件上，通过检测静止与运动部件的相对位置变化计算位移量。 测量原理
摆动式机械接触滚轮测量方法的测量部件结构原理如图1所示，固定支架安装在运动部件上，摆杆在弹簧张力的作用下，将滚动轮压靠到静止平面上。滚动轮可绕轴心自由转动，其圓周表面采用耐磨材料经防滑处理。磁柱均布在滚动轮上，2个开关型霍尔元件安装在摆杆上，且位于磁柱侧面并与磁柱在同一圆弧线上霍尔之间的夹角为磁柱分布夹角的1.3倍左右。当固定支架整体随运动部件左右运动时，滚动轮由于摩擦力作用来回转动。磁柱每经过霍尔元件一次将产生一个脉冲，通过比较2个霍尔元件的脉冲波形，可测出轮子转动的方向，利用记录的脉冲数和轮子直径即可计算轮子在静止平面上滚动的距离，也就是运动物体的位移。

信号检测处理
信号检测处理系统构成 ，如图2所示。 开关型霍尔的输出信号经信号调理电路放大滤波处理后输入1、2口。由于物体运动的速度不定，霍尔元件输出的脉冲时间间隔可能会相差很大，故单片机的信号采集采用中断方式。将单片机的1输入口设为中断口，脉冲上升沿触发，2输入口设为电平采样口。当然也可以设置成其它中断和电平采集方式，只要保证2个通道的对比采样关系即可，尽管脉冲信号的脉宽可能不同，但2个通道的脉冲电平对应关系是一致的。现以图1中四磁柱输出等脉宽信号为例，说明具体采集方法。 当固定支架整体由右向左运动时，滚动轮顺时针转动。根据2个霍尔元件与磁柱的初始相对位置不同，轮子滚动一周时，单片机1 、2输入口的波形呈现4种状态， 其波形如图3所示。通过比较4组波形，可以发现无论1 、2输入口的初始状态为1/0，1/1 ，0/0，0/1 ，输入波形的对应关系是一致的，即第2到第4组的波形可以由第1组波形按照时间序列向左平移一定的相位得到同理，可以画出固定支架整体由左向右运动，即滚动轮逆时针转动的波形。

可看出滚动轮逆时针转动的波形与顺时针转动的波形在相位上正好相反由于1、2输入口的波形始终保持着连续一致的对应关系，滚动轮来回滚动产生的波形完全可以由一组波形在某一时间点A处，按照时间序列向左右两边展开得到，如图4所示，

设滚动轮顺时针转动时位移方向为正。单片机的1输入口电平信号在某一时间点x0处由0转变为1，脉冲上升沿触发单片机中断。中断程序查询2输入口电平，若为0 ，则说明物体向正方向运动， 累计脉冲数加1。当滚动方向不变时，脉冲数将不断累加。若某一时刻，滚动轮变向为逆时针转动，则在x1时间点处，1输入口脉冲上升沿触发单片机中断。由2输入口电平信号为1，可判断滚动轮变向为逆时针转动，累计脉冲数减1。单片机按一定的时间间隔把变化后的累计脉冲数和变化发生的时间保存到存储器中，供计算处理。