技术领域
[0001] 本
发明涉及传感器技术领域，更具体地，涉及一种激光位移传感器。
背景技术
[0002] 激光位移传感器是通过检测激光光斑在图像传感器上的
位置变化来计算出被测物体的位置变化，主要用于检测物体的位移、厚度、振动以及直径等几何量的测量。
[0003] 检测过程中，激光位移传感器通过模拟和数字
电路处理，并通过
微处理器分析，计算出相应的输出值，在用户设定的模拟量窗口内，按比例输出标准数据
信号。常见的数据信号输出方式通常包括0-10V
电压输出、4-20mA
电流输出、RS485等通信
接口传输方式以及SPI和SSI等同步数据传输方式，其中，0-10V电压输出方式和4-20mA电流输出方式输出的数据
精度较低，RS485、RS232和RS422等
通信接口传输方式输出的数据虽然精度较高，但是数据刷新速度慢，比如，在采用RS485通信接口、MODBUS通信协议和19200波特率的情况下，读取一个32位数值，完成一次通讯过程最快需要15毫秒，这就导致实时性很差。
[0004] 另外，现有的PLC
控制器大部分没有集成SPI、SSI等同步通信接口，采用的通信协议并不是标准协议类型，导致现有PLC控制器普遍不适配SPI和SSI等同步数据传输方式，制约了激光位移传感器的使用范围。所以，如何设计一种能够保证高精度，并且实现对被测物体实时精确控制的激光位移传感器，成为目前面临的一个主要问题。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种激光位移传感器，解决现有的激光位移传感器利用电压、电流等输出方式输出的信号，控制被测物体的移动带来的精确度不高的问题，通过MCU控
制模块输出的逻辑信号直接控制被测物体的移动，或者利用输入的逻辑信号控制被测物体的移动，实现了对被测物体的高精度控制。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供了一种激光位移传感器，包括：激光模组、光学成像模组、CCD模组、DSP处理器以及MCU
控制模块；
[0007] 激光模组，用于发出激
光信号；光学成像模组，用于将被测物体表面反射的激光光斑在CCD模组上形成影像；DSP处理器用于输出脉冲信号驱动CCD模组以及将CCD模组输出的
模拟信号转换为
数字信号，DSP处理器还用于对所述数字信号利用函数进行运算，获得测量距离；MCU控制模块用于将所述测量距离与预设目标值进行比较，依据比较结果输出逻辑信号，依据所述逻辑信号控制被测物体的
驱动器，实现对被测物体的控制。
[0008] 优选地，所述激光位移传感器还包括电源模块，所述电源模块和激光模组、CCD模组、DSP处理器以及MCU控制模块连接。
[0009] 优选地，所述MCU控制模块还用于连接逻辑信号输入接口，依据所述逻辑信号输入接口输入的逻辑信号控制MCU控制模块的通讯模式或DSP处理器的
采样模式。
[0010] 优选地，所述激光位移传感器还包括壳体，壳体内设置有
支架，所述激光模组、光学成像模组以及CCD模组安装在支架上。
[0011] 优选地，所述激光模组的功率是
自动调节的。
[0012] 优选地，所述壳体上设置有LED
显示面板和按键模块，所述LED显示面板用于显示激光位移传感器的测量距离以及参数信息，所述按键模块用于实现参数的设置。
[0013] 优选地，所述按键模块设置有4个按键，分别用于实现参数值的增加、减小、退出和确认功能。
[0014] 本发明与
现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：
[0015] 本发明提供的激光位移传感器通过将MCU控制模块计算得到的测量值与预设的目标值进行比较，依据比较结果输出逻辑信号，然后依据输出的逻辑信号直接对被测物体的驱动器进行控制，实现了对被测物体的高精度
定位控制。
附图说明
[0016] 为了更清楚地说明本发明
实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017] 图1为本发明实施例提供的一种激光位移传感器的原理示意图；
[0018] 图2为本发明实施例提供的一种激光位移传感器的交互界面示意图；
[0019] 图3为本发明实施例提供的一种激光位移传感器的内部结构剖视图。
具体实施方式
[0020] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0021] 如图1所示，本发明实施例公开了一种激光位移传感器，包括激光模组101、光学成像模组102、CCD(charge coupled device，电荷
耦合器件)模组103、DSP(digital signal processing，数字
信号处理)处理器104、MCU(microcontroller unit，微控制单元)控制模块105以及电源模块106；激光模组101用于发出激光信号，激光模组101发出的激光信号射向被测物体表面，经过被测物体反射后，反射光通过光学成像模组102在CCD模组103上形成清晰的图像，光学成像模组102设置在被测物体的反射光路上。电源模块106和激光模组101、CCD模组103、DSP处理器104以及MCU控制模块105连接。本实施例中，激光模组101发出激光的直径是1mm，在其他实施例中，激光模组101的发射功率可以根据需要进行设置。
[0022] DSP处理器104将CCD模组103输出的模拟量信号经过数字滤波等处理转换为数字信号，然后对该数字信号利用函数进行计算，得到被测物体与激光位移传感器之间的距离。光学成像模组102的焦距可以根据需要而改变，这样就能得到不同的测量范围和精度；DSP处理器104还输出脉冲信号为CCD模组103提供驱动。
[0023] MCU控制模块105将计算得到的被测物体的测量距离与用户通过上位机输入的目标值进行比较，依据比较结果对应的逻辑信号控制被测物体驱动器，实现对被测物体的控制。比如，当被测物体的测量距离小于用户设定的目标值时，输出的
开关逻辑信号使被测物体向距离变大的方向运动；当被测物体的测量距离大于用户输入的目标值时，输出的开关逻辑信号使被测物体向距离变小的方向变动。
[0024] 本实施例公开的激光位移传感器还包括逻辑信号输入接口和串行通讯口，该逻辑信号输入接口与MCU控制模块105连接，激光位移传感器依据逻辑信号输入接口输入的逻辑信号控制MCU控制模块105的通讯模式或者DSP处理器104的采样模式，MCU控制模块105的通讯模式包括但不限于问答通讯模式和同步通讯模式；DSP处理器104的采样模式包括但不限于连续采样和脉冲采样。本实施例中，串行通讯口采用RS-485接口，通过串行通讯口连接上位机获取高精度的数值，比如16位精度或者32位精度的数值，实现对被测物体驱动器的直接控制。在其他实施例中，串行通讯口也可以根据需要采用RS-232或者RS-422等接口。
[0025] 如图2所示，本发明实施例还公开了激光位移传感器的壳体上的交互界面，该交互界面中包括有LED显示面板201和按键模块202，其中，LED显示面板201用于显示激光位移传感器的工作参数信息和测得的距离，其中工作参数信息包括但不限于
电子快
门、波特率以及通讯协议类型等信息，通讯协议类型包括但不限于MODBUS、PROFBUS和自定义协议。按键模块202包括四个按键，用于实现参数设置功能，分别对应增加、减小、退出和确认功能，方便了用户测量时进行设置。具体实施时，按键模块202还可以实现复合按键功能，比如，同时按下增加键和确认键时，LED显示面板201就会显示主界面，即显示所有的工作参数信息；同时按下增加键和退出键时，LED显示面板201就会显示测量距离信息。
[0026] 如图3所示，本发明实施例公开的激光位移传感器还包括有壳体301，壳体301内设置有支架302，在本实施例中，支架302是通过螺丝固定在壳体301内，这种结构是可拆卸的。激光模组101、光学成像模组102以及CCD模组103均通过螺丝安装在支架302上，这种壳体内部结构便于激光位移传感器
制造过程中的装配和校准。
[0027] 本发明实施例公开的一种激光位移传感器，实现了直接将DSP处理器计算得到的测量距离结果发送给MCU控制模块进行逻辑比较，或者依据逻辑信号输入接口获取逻辑信号，避免了传统的信号输出方式造成的数据精度丢失的问题，对被测物体的驱动器直接进行控制，进而实现了对被测物体的高精度定位控制。
[0028] 以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则之内，所做的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
