CN113203430B - 光电传感器校准方法、系统、光电传感器及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及传感器校准的技术领域，尤其是涉及光电传感器校准方法、系统、光电传感器及可读存储介质，包括以下步骤：获取检测电压；获取门槛电压；将检测电压与门槛电压归一化转换成电压的变化量；当检测电压与门槛电压的变化量相同时，输出响应信号。本申请具有便于校准光电传感器、提高光电传感器的一致性的效果。

Description

光电传感器校准方法、系统、光电传感器及可读存储介质

技术领域

本申请涉及传感器校准的技术领域，尤其是涉及光电传感器校准方法、系统、光电传感器及可读存储介质。

背景技术

光电传感器是将光信号转换为电信号的一种器件，当检测物处于光电传感器的检测范围内时，光电传感器接收由检测物返回的反射光且将反射光转换为检测电压，当检测电压与光电传感器的预设门槛电压（基准电压）相等时，光电传感器输出响应信号，光电传感器的门槛电压通过设于其上的电位器设置。

针对上述中的相关技术，申请人认为在生产加工中，光电传感器的各元件的参数会存在差异，元件的差异会使光电传感器的检测电压与门槛电压存在几十到上百毫伏的偏差，导致光电传感器的一致性差的缺陷。

发明内容

为了便于校准光电传感器、提高光电传感器的一致性，本申请提供光电传感器校准方法、系统、光电传感器及可读存储介质。

第一方面，本申请提供的一种光电传感器校准方法，采用如下的技术方案：

一种光电传感器校准方法，包括以下步骤：

获取检测电压；

获取门槛电压；

将检测电压与门槛电压归一化转换成电压的变化量；

当检测电压与门槛电压的变化量相同时，输出响应信号。

通过采用上述技术方案，将光电传感器感应检测物后，生成的检测电压与门槛电压进行归一化处理，使检测电压与门槛电压的转换成为电压的变化量的比较，从而减少元器件参数差异引起的一致性问题，具有良好的校准效果。

优选的，所述归一化原理为：

其中，V为检测物处于检测范围内任一位置时获取的检测电压，X为电位器调整后 获取的门槛电压，

，

，

为近端检测电压，

为远端检测电压，

为最大门槛电压，

为最小门槛电压。

通过采用上述技术方案，对检测电压以及门槛电压进行归一化处理，使其成为无量纲的相对值关系，便于计算。

优选的，所述近端检测电压、远端检测电压、最大门槛电压、最小门槛电压通过以下方式获取：

进入校准模式；

获取检测物处于检测范围最近端的近端检测电压；

获取检测物处于检测范围最远端的远端检测电压；

获取电位器的最大值为最大门槛电压；

获取电位器的最小值为最小门槛电压。

通过采用上述技术方案，设置校准模式，便于区分光电传感器的常规使用模式以及校准模式，以分类控制光电传感器的当前模式。

优选的，在获取到近端检测电压、远端检测电压、最大门槛电压与最小门槛电压之后，还包括以下步骤：

若近端检测电压大于远端检测电压，且最大门槛电压大于最小门槛电压，则生成校准成功信号。

通过采用上述技术方案，近端检测电压大于远端检测电压，最大门槛电压大于最小门槛电压，则说明光电传感器处于正常的使用状态，工作人员由校准成功信号，知道光电传感器初始校准状态为正常状态。

优选的，当检测物处于检测范围最近端时，同时获取近端检测电压与最大门槛电压，

当检测物处于检测范围最远端时，同时获取远端检测电压与最小门槛电压。

通过采用上述技术方案，在相同的步骤获取近端检测电压与最大门槛电压、远端检测电压与最小门槛电压，具有减少参数获取步骤，简化流程的效果。

优选的，获取第一控制信号，进入校准模式；

获取第二控制信号，获取近端检测电压与最大门槛电压；

获取第三控制信号，获取远端检测电压与最小门槛电压；

检测到获取到第二控制信号、第三控制信号后，比较近端检测电压与远端检测电压，且比较最大门槛电压与最小门槛电压。

通过采用上述技术方案，由不同控制信号控制获取的参数类型，具有便于实际操作的时候，有目的性的获取参数种类的效果。

第二方面，本申请提供一种光电传感器校准系统，采用如下的技术方案：

一种光电传感器校准系统，包括：

检测电压获取模块，用于获取检测电压；

门槛电压获取模块，用于获取门槛电压；

归一化处理模块，用于将检测电压与门槛电压归一化转换成电压的变化量；

输出模块，用于当检测电压与门槛电压的变化量相同时，输出响应信号。

第三方面，本申请提供一种光电传感器，采用如下技术方案：

一种光电传感器，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如前述任一种方法的计算机程序。

第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，采用如下技术方案：

一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行如前述任一种方法的计算机程序。

附图说明

图1是本申请实施例一种光电传感器校准方法的程序框图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1及实施例，对本申请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用以解释本申请，并不用于限定本申请。

光电传感器在其检测范围内感应到检测物时，检测物隔断光电传感器发出的光信号，光电传感器接收到检测物反射的反射光，并由设于光电传感器内的单片机转换成为检测电压。光电传感器上有电位器，电位器用于设定光电传感器的门槛电压，当接收到检测电压后，将检测电压与门槛电压进行比较，由检测电压与门槛电压的比较结果判断光电传感器是否输出响应信号。

本申请实施例公开一种光电传感器校准方法。参照图1，光电传感器校准方法包括以下步骤，需要注意的是，本实施例中的步骤顺序并不用于限制本申请的步骤顺序，仅用于说明本实施例，本申请中的步骤也可以有其他的组合顺序：

S1：获取检测电压。

S2：获取门槛电压。

S3：将检测电压与门槛电压归一化转换成电压的变化量。

S4：当检测电压与门槛电压的变化量相同时，输出响应信号。

具体的，在本实施中，将光电传感器固定，使光电传感器的发射端沿水平方向发出检测光线，将检测物设于光电传感器的发射端发射光线的一侧，且检测物沿发射光线的方向移动，使发射光线照射在遮挡物上。

检测物处于检测范围内时，光电传感器生成检测电压，通过将检测电压与门槛电压归一化处理，比较检测电压的变化量与门槛电压的变化量是否相等，以判断是否输出响应信号；若检测电压的变化量等于门槛电压的变化量，则输出响应信号；若否则不输出。通过归一化处理，将检测电压与门槛电压的关系转化为无量纲的相对值的关系，具有校准光电传感器归一化处理后的无量纲相对值，以校准光电传感器的效果。

通过比较电压的变化量来判断是否输出，以解决因元器件的参数差异导致的一致性差的问题。

可选的，在另一实施例中，归一化的原理为：

其中，V为检测物处于检测范围内任一位置时获取的检测电压，X为电位器调整后 获取的门槛电压，

，

，

为近端检测电压，

为远端检测电压，

为最大门槛电压，

为最小门槛电压。

通过对检测电压与门槛电压归一化处理，建立检测电压与门槛电压的无量纲相对值关系，以减去元件参数差异造成的影响。

可选的，在另一实施例中，近端检测电压、远端检测电压、最大门槛电压、最小门槛电压通过以下方式获取：

100、进入校准模式。

进入校准模式的方式有很多种，在本实施例中，具体为由向光电传感器内的单片机输入电信号，以控制光电传感器进入校准模式。

101、获取检测物处于检测范围最近端的近端检测电压。

102、获取检测物处于检测范围最远端的远端检测电压。

103、获取电位器的最大值为最大门槛电压。

104、获取电位器的最小值为最小门槛电压。

不同型号的光电传感器均有其对应的检测范围，比如检测范围为70-300mm的光电传感器，将遮挡物移动至距离光电传感器70mm的位置，此时光电传感器获取到检测物反射的反射光，并转换为近端检测电压；将遮挡物移动至距离光电传感器300mm的位置，此时光电传感器获取到检测物反射的反射光，并转换为远端检测电压。

具体的，在本实施例中，将电位器的触点调节至最大值的位置，光电传感器检测到电位器调节后的电压为最大门槛电压；将电位器的触点调节至最小值的位置，光电传感器检测到电位器调节后的电压为最小门槛电压。

可选的，在另一实施例中，在获取到近端检测电压、远端检测电压、最大门槛电压与最小门槛电压之后，还包括以下步骤：

105、若近端检测电压大于远端检测电压，且最大门槛电压大于最小门槛电压，则生成校准成功信号。

具体的，在本实施例中，校准成功信号表征光电传感器成功获取到正确的参数，参数为近端检测电压、远端检测电压、最大门槛电压与最小门槛电压。在光电传感器处于正常的使用状态的情况下，近端检测电压大于远端检测电压，最大门槛电压大于最小门槛电压。通过判断，可知光电传感器是否处于正常的使用状态。

校准成功信号可以为声光信号两种组合或者其中一种，具体可以为与光电传感器的单片机电连接的LED灯，若光电传感器生成校准成功信号，单片机控制LED灯闪烁以提醒工作人员，近端检测电压、远端检测电压、最大门槛电压与最小门槛电压获取的值处于正常状态下，光电传感器的使用正常。

可选的，在一实施例中，当检测物处于检测范围最近端时，同时获取近端检测电压与最大门槛电压，当检测物处于检测范围最远端时，同时获取远端检测电压与最小门槛电压。

在光电传感器获取参数时，同一次获取的值可直接判定为近端检测电压与最大门槛电压或者远端检测电压与最小门槛电压的其中一组组合，通过设定进入校准模式后，比如，第一组获取的数据为近端检测电压与最大门槛电压，则在第一次获取即可知道获取到的数据为近端检测电压与最大门槛电压，而无需去判断参数的类型，以减少运算。

可选的，在另一实施例中，步骤100-104具体实现采用下述方式：

200、获取第一控制信号，进入校准模式。

201、获取第二控制信号，获取近端检测电压与最大门槛电压。

202、获取第三控制信号，获取远端检测电压与最小门槛电压。

203、检测到获取到第二控制信号、第三控制信号后，比较近端检测电压与远端检测电压，且比较最大门槛电压与最小门槛电压。

具体的，光电传感器的单片机的输入端耦接有控制模块，控制模块可以为控制盒，控制盒上设有若干耦接于光电传感器的单片机输入端的不同颜色的按键以及耦接于光电传感器的单片机输出端的显示灯。比如，控制盒上设有红色按键、绿色按键、黄色按键，对应红色按键与绿色按键、黄色按键的位置分别设置显示灯，工作人员按压红色按键，红色按键产生第一控制信号且传输给光电传感器，对应红色按键的显示灯闪烁，光电传感器进入校准模式；然后按压绿色按键，对应绿色按键的显示灯闪烁，光电传感器接收到第二控制信号，光电传感器采集近端检测电压与最大门槛电压；之后再按压黄色按键，对应黄色按键的显示灯闪烁，光电传感器接收到第三控制信号，光电传感器采集远端检测电压与最小门槛电压；在控制盒上还设有第四个显示灯，在接收到第二、第三控制信号后一秒，若光电传感器比较近端检测电压大于远端检测电压，且比较最大门槛电压大于最小门槛电压，则输出校准成功信号控制第四个显示灯闪烁，提示工作人员校准成功。

设置控制盒，便于工作人员调节光电传感器的位置后，控制光电传感器获取不同的参数，也可以提示工作人员各参数是否正常获取，便于实际操作。

本实施例还公开一种光电传感器校准系统，包括以下模块：

检测电压获取模块，用于获取检测电压。

门槛电压获取模块，用于获取门槛电压。

归一化处理模块，用于将检测电压与门槛电压归一化转换成电压的变化量。

输出模块，用于当检测电压与门槛电压的变化量相同时，输出响应信号。

本实施例还公开一种光电传感器，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如前述方法的计算机程序。

本实施例还公开一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行如前述方法的计算机程序。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink） DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种光电传感器校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取检测电压；

获取门槛电压；

将检测电压与门槛电压归一化转换成电压的变化量；所述归一化原理为：

其中，V为检测物处于检测范围内任一位置时获取的检测电压，X为电位器调整后获取 的门槛电压，

，

，

为近端检测电压，

为远端 检测电压，

为最大门槛电压，

为最小门槛电压；

当检测电压与门槛电压的变化量相同时，输出响应信号；

光电传感器的单片机的输入端耦接有控制盒，控制盒上设有若干耦接于光电传感器的单片机输入端的不同颜色的按键以及耦接于光电传感器的单片机输出端的显示灯；

按压红色按键，红色按键产生第一控制信号且传输给光电传感器，对应红色按键的显示灯闪烁，光电传感器进入校准模式；然后按压绿色按键，对应绿色按键的显示灯闪烁，光电传感器接收到第二控制信号，将检测物放置到距离光电传感器最近的位置采集近端检测电压与最大门槛电压；

之后再按压黄色按键，对应黄色按键的显示灯闪烁，光电传感器接收到第三控制信号，将检测物放置到距离光电传感器最远的位置采集远端检测电压与最小门槛电压；

在控制盒上还设有第四个显示灯，在接收到第二、第三控制信号后一秒，若光电传感器比较近端检测电压大于远端检测电压，且比较最大门槛电压大于最小门槛电压，则输出校准成功信号控制第四个显示灯闪烁，提示校准成功。

2.一种光电传感器，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1所述的方法的计算机程序。

3.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1所述的方法的计算机程序。

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