柱栅传感器是我校研发的一种新型数字式直线位移传感器，具有许多其它同类传感器无法比拟的优势，必将成为数显行业的一个新的增长点。 本文是柱栅传感器系列研究的一个重要组成部分，采用基于USB新型串行接口总线技术，完成了具有即插即用、热插拔、高带宽、低功耗、安装简单的柱栅智能仪表软硬件的设计与样机制作和调试工作。柱栅智能仪表的开发成功，使柱栅测量系统的研究水平向符合实际应用要求又迈出了坚实的一步。 本文首先阐述了柱栅传感器的工作原理，分析总结了原有柱栅测量系统研究所取得的成果与存在的问题，提出了相应的解决方案。 在此基础上，本文采用了分段绕组激磁，鉴相的运行方式，设计了柱栅激励及感应信号调理相关电路，有效避免了移相和信号合成造成的误差，同时注意该部分电路的集成化，使样机电路达到了与传感器本体一体化的要求。 同时，系统完成了柱栅信号数字化处理、数据显示及键盘等电路的设计，规划并实现了微机数显表功能。系统特别关注柱栅仪表的智能化要求，完成了追数、绝对／相对坐标转换、公制／英制转换、误差修正、刀头偏置、寻找中心孔等先进的仪表功能。 本文还完成了柱栅智能仪表与PC的通信接口的设计工作，包括仪表的USB接口电路，以及相关的单片机固件程序的设计、USB设备驱动程序的设计等。作为该接口应用的实例，开发了一个基于PC的柱栅智能仪表虚拟仪器。