当前测量技术正向高精度、高效率和自动化方向发展。位移的非接触测量是测量技术研究的重要内容之一。本文介绍了几种常用的非接触位移测量方法、PSD的研究现状和发展趋势,分析了传统光学三角法的缺陷,采用光学差动测量法设计了基于PSD的Low-E膜反应器位移测量系统。深入探讨了本测量系统的工作原理和PSD信号处理电路,通过实验验证了系统的精度并分析了误差产生的原因。本文研究内容包括以下几个方面:1.分析了光学三角法的原理。针对光学三角法固有的缺陷,设计了光学差动测量方法。2.在光学三角法的基础上发展了光学差动测量法,建立了数学模型,并做了实验验证。3.设计了测量系统的硬件,对硬件组成进行了介绍。详细探讨并设计了两种PSD信号处理电路设计方案。改进了直流放大型的PSD信号处理电路,采用采样-保持的方法用以消除暗电流和背景光的影响,用软件代替硬件实现信号的加法、减法和除法,以提高稳定性。4.基于ADuC832数字系统平台开发了系统软件,实现了信号的采集、A/D转换、处理和显示的功能。5.进行了一系列的实验研究。包括标定实验、稳定性实验、精度实验、重复性实验,高温现场干扰模拟实验等。通过对实验数据和实验条件的分析,探讨了本测量系统误差产生的原因。6.总结本论文研究工作的主要结论,并对后续研究作了展望。