高精度形状测量仪具有X向、Z向两个运动轴和一个回转主轴,采用接触式测量,本文为X轴、Z轴和回转主轴搭建了驱动控制系统,并为X向、Z向配置了光栅位移测量系统,研究和设计了测头传感器的测量系统。为X向、Z向的驱动控制系统设计了包括驱动部分、控制部分和位置反馈装置的全闭环交流伺服驱动控制系统,采用富士FALDIC-W伺服系统搭建了驱动部分,设计了基于计算机控制的电机控制电路和手动控制面板,采用直线位移光栅尺和光栅读数卡组建光栅位移测量反馈装置,为了保护伺服系统和防止超程,并设计了机械行程限位保护。回转主轴采用低速直流同步电机驱动,并为各轴驱动控制系统设计了独立的电源和操作按钮。高精度形状测量仪主要用来测量非球面零件的面型精度,圆度及圆柱度误差,本文为其配备了长度计和LVDT传感器两种测头,并对基于LVDT传感器的测量系统进行了重点研究和详细设计。为实现将代表铁芯位移变化的微弱交流电压信号转换成与铁芯位移成比例的且满足A/D转换器输入端电压要求的±10V双极性直流电压信号,对LVDT传感器的信号调理电路进行了重点研究和详细设计;同时给信号调理电路中的电子器件设计了双极性直流电源,并采用Proteus仿真软件对其进行仿真,验证了电路正确性。为实现圆周测量中的等角度采样,采用回转主轴上的旋转编码器的输出信号控制A/D转换前的采样/保持电路;并采用12位A/D转换器AD574AJD设计了双极性输入且12位转换数据并行输出的A/D转换电路。为实现PC机和外围设备之间的通信,对ISA总线接口控制电路进行了研究与设计。