CN113834469B - 一种红外反射传感器识别dut放平校准的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于自动化治具领域，公开了一种红外反射传感器识别DUT放平校准的方法及装置。所述方法为：在红外反射传感器的有效距离处，分别采集不放置DUT和放置DUT时红外反射传感器的输出电压ADC1、ADC2，将[ADC2，ADC1]作为初始电压识别上下限存储到MCU中；根据[ADC2，ADC1]确定期望的电压识别范围Uo；根据电压识别范围Uo校正并更新MCU中的电压识别上下限为[ADC2‑Uo，ADC2+Uo]；根据[ADC2‑Uo，ADC2+Uo]进行DUT放平识别检测。所述装置包括若干个红外反射传感器识别装置，所述红外反射传感器识别装置包括红外反射传感器、电压采集模块、电压校正模块和DUT放平识别模块。本发明能够改善DUT放平识别效果，降低成本，减小占用空间和调试时间，方便配置识别精度。
Description
技术领域
本发明属于自动化治具领域，具体涉及一种红外反射传感器识别DUT放平软件校准的装置及方法。
背景技术
在自动化治具行业，待测物DUT(Device Under Test，简称DUT)放平的方式通常采用机构进行限位或者导向，这样精度有非常大的局限性，并且会出现压坏DUT的情况，因此，有必要采用传感器进行检测DUT是否放平。
现有技术中，通常进行检测是否放平的传感器有光纤传感器，霍尔传感器，红外对射传感器等，其中，光纤传感器灵敏度很高，但费用极高且非常占用空间；霍尔传感器只能检测有金属的位置，而且检测精度不高。同时，这些传感器的安装方式、数量等等都会影响到DUT放平识别的效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种红外反射传感器识别DUT放平校准的方法及装置，旨在改善DUT放平识别精度，降低成本，减小占用空间，减少调试时间，方便软件配置识别效果。
为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：
一种红外反射传感器识别DUT放平校准方法，所述方法包括：
在红外反射传感器Q1的有效距离d处，分别采集不放置DUT和放置DUT时红外反射传感器Q1的输出电压ADC1、ADC2，将[ADC2，ADC1]作为初始电压识别上下限存储到MCU中；
根据初始电压识别上下限[ADC2，ADC1]确定期望的电压识别范围Uo；
根据期望的电压识别范围Uo校正并更新MCU中的电压识别上下限为[ADC2-Uo，ADC2+Uo]；
根据校正后的电压识别上下限[ADC2-Uo，ADC2+Uo]进行DUT放平识别检测。
进一步地，所述根据初始电压识别上下限[ADC2，ADC1]确定期望的电压识别范围Uo，具体包括：
设置一个比例因子Ra，Ra的取值范围为[0％,100％]；
取所述ADC1和ADC2的差值，记为Ud＝ADC1-ADC2；
计算出期望的电压识别范围Uo＝Ud*Ra。
更进一步地，所述根据期望的电压识别范围Uo校正并更新MCU中的电压识别上下限为[ADC2-Uo，ADC2+Uo]，具体包括：
以放上DUT时检测的电压值ADC2为基准，按照期望的识别电压范围Uo计算出新的电压识别上限为ADC2+Uo，计算出新的电压识别下限为ADC2-Uo；
更新并存储MCU中的电压识别上下限为[ADC2-Uo,ADC2+Uo]。
更进一步地，所述根据校正后的电压识别上下限[ADC2-Uo，ADC2+Uo]进行DUT放平识别检测，具体包括：
在红外反射传感器Q1的有效距离d处放置DUT，通过MCU采集红外反射传感器Q1的输出电压；
若MCU检测到红外反射传感器Q1的输出电压在MCU的电压识别上下限[ADC2-Uo，ADC2+Uo]范围内，则DUT已放平；
若MCU检测到红外反射传感器Q1的输出电压不在MCU的电压识别上下限[ADC2-Uo，ADC2+Uo]范围内，则DUT没有放平；
输出上述DUT放平识别检测结果。
更进一步地，所述根据校正后的电压识别上下限[ADC2-Uo，ADC2+Uo]进行DUT放平识别检测，还包括采用2个或2个以上的红外反射传感器Q1分别放置在待测物DUT的对角位置进行检测，所述红外反射传感器Q1与DUT的板边距离为d，d为红外反射传感器Q1的有效识别距离。
一种红外反射传感器识别DUT放平校准的装置，包括若干个红外反射传感器识别装置，所述红外反射传感器识别装置包括红外反射传感器Q1、电压采集模块、电压校正模块和DUT放平识别模块；
所述红外反射传感器Q1用于发射和接收红外光；
所述电压采集模块用于采集红外红外反射传感器Q1的初始电压识别上下限[ADC2，ADC1]和输出电压；
所述电压校正模块用于校正并更新初始电压识别上下限，所述电压校正模块包括电压期望范围识别模块和电压上下限更新模块；所述电压期望范围识别模块根据初始电压识别上下限[ADC2，ADC1]确定期望的电压识别范围Uo；所述电压上下限更新模块根据期望的电压识别范围Uo校正并更新电压识别上限为[ADC2-Uo，ADC2+Uo]，并把[ADC2-Uo，ADC2+Uo]传输到DUT放平识别模块中；
所述DUT放平识别模块用于检测识别DUT是否放平，并输出检测识别结果。
进一步地，所述红外反射传感器识别装置还包括MCU，所述电压采集模块、电压校正更新模块和DUT放平识别模块均集成在所述MCU中；
所述红外反射传感器Q1包括红外光发生装置和红外光接收装置，所述红外光发生装置为红外光发射二极管，所述红外光接收装置为红外光接收晶体管；所述红外光发射二极管的A极连接有限流电阻R1，所述限流电阻R1连接模拟信号电源Vcc，所述红外光发射二极管的K极接地；所述红外光接收晶体管的C极连接有偏置电阻R2，所述偏置电阻R2连接模拟信号电源Vcc，所述红外光接收晶体管的C极还连接所述MCU的ADC引脚，所述红外光接收晶体管的E极接地。
进一步地，所述电压采集模块包括MCU的ADC引脚；
在采集初始电压识别上下限时，所述电压采集模块通过MCU的ADC引脚分别采集不放置DUT和放置DUT时红外反射传感器Q1的输出电压ADC1、ADC2，将[ADC2，ADC1]作为初始电压识别上下限传输给电压校正模块；
在放平识别检测时，所述电压采集模块通过MCU的ADC引脚采集红外反射传感器Q1的输出电压并传输给DUT放平识别模块。
进一步地，所述DUT放平识别模块包括电压识别判断模块和结果输出模块：
所述电压识别判断模块：将电压采集模块采集的红外反射传感器Q1的输出电压与校正更新的电压识别上下限[ADC2-Uo，ADC2+Uo]进行比较，若红外红外反射传感器Q1的输出电压在电压识别上下限[ADC2-Uo，ADC2+Uo]范围内，则识别结果为：DUT已放平；若红外红外反射传感器Q1的输出电压不在电压识别上下限[ADC2-Uo，ADC2+Uo]范围内，则识别结果为：DUT未放平；
所述结果输出模块：输出电压识别判断模块的识别结果。
进一步地，所述若干个红外反射传感器识别装置分别放置在DUT的对角位置，且所述红外反射传感器识别装置的红外反射传感器Q1距离DUT板边距离为d，d为红外反射传感器Q1的有效识别距离。
与现有技术相比，本发明实现的有益效果是：
(1)本发明先在红外反射传感器Q1的有效距离d处，通过MCU的ADC引脚(pin)采集不放置DUT和放置DUT时红外反射传感器Q1的输出电压ADC1、ADC2，并将[ADC2，ADC1]作为初始电压识别上下限；再通过电压校正模块按照期望的识别电压范围Uo，计算、校正并更新电压识别上下限为[ADC2-Uo，ADC2+Uo]；最后通过DUT放平识别模块根据校正更新后的电压识别上下限[ADC2-Uo，ADC2+Uo]进行放平识别检测，与传统采用放平限位或导向机构相比，减少了调试时间，方便根据实际需求配置放平识别的精度；
(2)本发明采用红外反射传感器，与光纤传感器、霍尔传感器相比，投入成本低，占用空间小；同时，本发明通过在DUT的对角位置放置2个或2个以上的红外反射传感器识别装置，可以保证DUT四面放平都能够兼顾，有效改善DUT放平的识别效果，并且放置的红外反射传感器识别装置越多，识别效果越好。
附图说明
图1为本发明实施例的红外反射传感器识别装置的模块图；
图2为本发明实施例的红外反射传感器Q1的工作原理图；
图3为本发明实施例确定初始电压识别上下限的流程图；
图4为本发明实施例校正并更新电压识别上下限的流程图；
图5为本发明实施例的红外反射传感器识别装置识别DUT放平的工作原理图；
图中：1-DUT板边，2-红外光发射二极管，3-红外光接收晶体管，4-第一红外反射传感器识别装置，5-第二红外反射传感器识别装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
结合图1-5所示，本发明提供了一种红外反射传感器识别DUT放平校准的方法及装置。如图5所示，所述装置包括在DUT的对角位置放置的2个红外反射传感器识别装置，分别为第一红外反射传感器识别装置4和第二红外反射传感器识别装置5，所述2个红外反射传感器识别装置的红外反射传感器Q1距离DUT的板边距离为d，d为红外反射传感器Q1的有效识别距离。在一些优选方案中，也可以采用2个以上的红外反射传感器识别装置，且采用的红外反射传感器识别装置的数量越多，DUT放平识别的效果越好。
如图1所示，所述红外反射传感器识别装置包括红外反射传感器Q1和MCU(单片机)，所示MCU上集成有电压采集模块、电压校正模块和DUT放平识别模块。
所述红外反射传感器Q1包括红外光发生装置和红外光接收装置，所述红外光发生装置为红外光发射二极管2，用于发射红外光，所述红外光接收装置为红外光接收晶体管3，用于接收红外光；所述红外光发射二极管2的A极(正极)连接有限流电阻R1，所述限流电阻R1连接模拟信号电源Vcc，所述红外光发射二极管的K极(负极)接地；所述红外光接收晶体管3的C极(集电极)连接有偏置电阻R2，所述偏置电阻R2连接模拟信号电源Vcc，所述红外光接收晶体管3的C极还连接所述MCU的ADC(模数转换器)引脚，所述红外光接收晶体管3的E极(发射极)接地。
所述红外反射传感器Q1的工作原理如图2所示，红外反射传感器Q1是自发射自接收机制，红外反射传感器Q1的红外光发射二极管2通过限流电阻R1输出红外光，红外光经过外部的DUT板边1反射到红外光接收晶体管3上。当红外光接收晶体管3接收的红外光强度不同时，红外反射传感器Q1的CE极经过偏置电阻R2后输出的电压也会不同。具体地，当待测物DUT板边1在红外反射传感器Q1的有效距离d内时，红外反射传感器Q1的红外光发射器二极管2发出的红外光经过待测物DUT板边1反射回去，红外光接收晶体管3接收到反射光，红外光接收晶体管3的CE极开启，输出电压变低；当待测物DUT板边1不在红外反射传感器Q1的有效距离d内时，发出的红外光无法被发射回去，红外光接收晶体管3没有接收到反射光，红外光接收晶体管3的CE极关闭，输出电压变高。
所述电压采集模块用于采集红外红外反射传感器Q1的初始电压识别上下限[ADC2，ADC1]和输出电压；所述电压采集模块包括MCU的ADC引脚；在采集初始电压识别上下限时，所述电压采集模块通过MCU的ADC引脚分别采集不放置DUT和放置DUT时红外反射传感器Q1的输出电压ADC1、ADC2，将[ADC2，ADC1]作为初始电压识别上下限传输给电压校正模块；在放平识别检测时，所述电压采集模块通过MCU的ADC引脚采集红外反射传感器Q1的输出电压并传输给DUT放平识别模块。
所述电压校正模块用于校正并更新初始电压识别上下限，所述电压校正模块包括电压期望范围识别模块和电压上下限更新模块；所述电压期望范围识别模块根据初始电压识别上下限[ADC2，ADC1]确定期望的电压识别范围Uo；所述电压上下限更新模块根据期望的电压识别范围Uo校正并更新MCU中的电压识别上限为[ADC2-Uo，ADC2+Uo]，并把[ADC2-Uo，ADC2+Uo]传输到DUT放平识别模块中。
所述DUT放平识别模块用于检测识别DUT是否放平，并输出检测识别结果；所述DUT放平识别模块包括电压识别判断模块和结果输出模块；
所述电压识别判断模块：将电压采集模块采集的红外反射传感器Q1的输出电压与校正更新的电压识别上下限[ADC2-Uo，ADC2+Uo]进行比较，若红外红外反射传感器Q1的输出电压在电压识别上下限[ADC2-Uo，ADC2+Uo]范围内，则识别结果为：DUT已放平；若红外红外反射传感器Q1的输出电压不在电压识别上下限[ADC2-Uo，ADC2+Uo]范围内，则识别结果为：DUT未放平；
所述结果输出模块：输出电压识别判断模块的识别结果。
一种红外反射传感器识别DUT放平校准方法，所述方法包括：
首先，在红外反射传感器Q1的有效距离d处，分别采集不放置DUT和放置DUT时红外反射传感器Q1的输出电压ADC1、ADC2，将[ADC2，ADC1]作为初始电压识别上下限存储到MCU中，其流程图如图3所示。
其次，根据初始电压识别上下限[ADC2，ADC1]确定期望的电压识别范围Uo，其流程图如图4所示，具体包括：
设置一个比例因子Ra，Ra的取值范围为[0％,100％]；
取所述ADC1和ADC2的差值，记为Ud＝ADC1-ADC2；
计算出期望的电压识别范围Uo＝Ud*Ra。
然后，根据期望的电压识别范围Uo校正并更新MCU中的电压识别上下限为[ADC2-Uo，ADC2+Uo]，其流程图如图4所示，具体包括：
以放上DUT时检测的电压值ADC2为基准，按照期望的识别电压范围Uo计算出新的电压识别上限为ADC2+Uo，计算出新的电压识别下限为ADC2-Uo；
更新并存储MCU中的电压识别上下限为[ADC2-Uo,ADC2+Uo]。
最后，根据校正后的电压识别上下限[ADC2-Uo，ADC2+Uo]进行DUT放平识别检测，具体包括：
在红外反射传感器Q1的有效距离d处放置DUT，通过MCU采集红外反射传感器Q1的输出电压；
若MCU检测到红外反射传感器Q1的输出电压在MCU的电压识别上下限[ADC2-Uo，ADC2+Uo]范围内，则DUT已放平；
若MCU检测到红外反射传感器Q1的输出电压不在MCU的电压识别上下限[ADC2-Uo，ADC2+Uo]范围内，则DUT没有放平；
输出上述DUT放平识别检测结果。
作为优选方案，在根据校正后的电压识别上下限[ADC2-Uo，ADC2+Uo]进行DUT放平识别检测时，可以采用2个或2个以上的红外反射传感器Q1分别放置在待测物DUT的对角位置进行检测，所述红外反射传感器Q1与DUT的板边距离为d，d为红外反射传感器Q1的有效识别距离。采用对角放置的目的是可以保证DUT四面放平都能够兼顾，通常而言，采用的红外反射传感器识别装置数量越多，放平识别效果越好。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的申请范围内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种红外反射传感器识别DUT放平校准方法，其特征在于，所述方法包括：
在红外反射传感器Q1的有效距离d处，分别采集不放置DUT和放置DUT时红外反射传感器Q1的输出电压ADC1、ADC2，将[ADC2，ADC1]作为初始电压识别上下限存储到MCU中；
根据初始电压识别上下限[ADC2，ADC1]确定期望的电压识别范围Uo；
根据期望的电压识别范围Uo校正并更新MCU中的电压识别上下限为[ADC2-Uo，ADC2+Uo]；
根据校正后的电压识别上下限[ADC2-Uo，ADC2+Uo]进行DUT放平识别检测，具体包括：
在红外反射传感器Q1的有效距离d处放置DUT，通过MCU采集红外反射传感器Q1的输出电压；
若MCU检测到红外反射传感器Q1的输出电压在MCU的电压识别上下限[ADC2-Uo，ADC2+Uo]范围内，则DUT已放平；
若MCU检测到红外反射传感器Q1的输出电压不在MCU的电压识别上下限[ADC2-Uo，ADC2+Uo]范围内，则DUT没有放平；
输出上述DUT放平识别检测结果。
2.根据权利要求1所述的一种红外反射传感器识别DUT放平校准方法，其特征在于，所述根据初始电压识别上下限[ADC2，ADC1]确定期望的电压识别范围Uo，具体包括：
设置一个比例因子Ra，Ra的取值范围为[0％,100％]；
取所述ADC1和ADC2的差值，记为Ud＝ADC1-ADC2；
计算出期望的电压识别范围Uo＝Ud*Ra。
3.根据权利要求2所述的一种红外反射传感器识别DUT放平校准方法，其特征在于，所述根据期望的电压识别范围Uo校正并更新MCU中的电压识别上下限为[ADC2-Uo，ADC2+Uo]，具体包括：
以放上DUT时检测的电压值ADC2为基准，按照期望的识别电压范围Uo计算出新的电压识别上限为ADC2+Uo，计算出新的电压识别下限为ADC2-Uo；
更新并存储MCU中的电压识别上下限为[ADC2-Uo,ADC2+Uo]。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种红外反射传感器识别DUT放平校准方法，其特征在于，所述根据校正后的电压识别上下限[ADC2-Uo，ADC2+Uo]进行DUT放平识别检测，还包括采用2个或2个以上的红外反射传感器Q1分别放置在待测物DUT的对角位置进行检测，所述红外反射传感器Q1与DUT的板边距离为d，d为红外反射传感器Q1的有效识别距离。
5.一种红外反射传感器识别DUT放平校准的装置，用于实施如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括若干个红外反射传感器识别装置，所述红外反射传感器识别装置包括红外反射传感器Q1、电压采集模块、电压校正模块和DUT放平识别模块；
所述红外反射传感器Q1用于发射和接收红外光；
所述电压采集模块用于采集红外红外反射传感器Q1的初始电压识别上下限[ADC2，ADC1]和输出电压；
所述电压校正模块用于校正并更新初始电压识别上下限，所述电压校正模块包括电压期望范围识别模块和电压上下限更新模块；所述电压期望范围识别模块根据初始电压识别上下限[ADC2，ADC1]确定期望的电压识别范围Uo；所述电压上下限更新模块根据期望的电压识别范围Uo校正并更新电压识别上限为[ADC2-Uo，ADC2+Uo]，并把[ADC2-Uo，ADC2+Uo]传输到DUT放平识别模块中；
所述DUT放平识别模块用于检测识别DUT是否放平，并输出检测识别结果。
6.根据权利要求5所述的一种红外反射传感器识别DUT放平校准的装置，其特征在于，所述红外反射传感器识别装置还包括MCU，所述电压采集模块、电压校正更新模块和DUT放平识别模块均集成在所述MCU中；
所述红外反射传感器Q1包括红外光发生装置和红外光接收装置，所述红外光发生装置为红外光发射二极管，所述红外光接收装置为红外光接收晶体管；所述红外光发射二极管的A极连接有限流电阻R1，所述限流电阻R1连接模拟信号电源Vcc，所述红外光发射二极管的K极接地；所述红外光接收晶体管的C极连接有偏置电阻R2，所述偏置电阻R2连接模拟信号电源Vcc，所述红外光接收晶体管的C极还连接所述MCU的ADC引脚，所述红外光接收晶体管的E极接地。
7.根据权利要求5所述的一种红外反射传感器识别DUT放平校准的装置，其特征在于，所述电压采集模块包括MCU的ADC引脚；
在采集初始电压识别上下限时，所述电压采集模块通过MCU的ADC引脚分别采集不放置DUT和放置DUT时红外反射传感器Q1的输出电压ADC1、ADC2，将[ADC2，ADC1]作为初始电压识别上下限传输给电压校正模块；
在放平识别检测时，所述电压采集模块通过MCU的ADC引脚采集红外反射传感器Q1的输出电压并传输给DUT放平识别模块。
8.根据权利要求5所述的一种红外反射传感器识别DUT放平校准的装置，其特征在于，所述DUT放平识别模块包括电压识别判断模块和结果输出模块：
所述电压识别判断模块：将电压采集模块采集的红外反射传感器Q1的输出电压与校正更新的电压识别上下限[ADC2-Uo，ADC2+Uo]进行比较，若红外红外反射传感器Q1的输出电压在电压识别上下限[ADC2-Uo，ADC2+Uo]范围内，则识别结果为：DUT已放平；若红外红外反射传感器Q1的输出电压不在电压识别上下限[ADC2-Uo，ADC2+Uo]范围内，则识别结果为：DUT未放平；
所述结果输出模块：输出电压识别判断模块的识别结果。
9.根据权利要求5-8任一项所述的一种红外反射传感器识别DUT放平校准的装置，其特征在于，所述若干个红外反射传感器识别装置分别放置在DUT的对角位置，且所述红外反射传感器识别装置的红外反射传感器Q1距离DUT板边距离为d，d为红外反射传感器Q1的有效识别距离。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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