随着汽车、电子、金属加工、食品制药、薄膜制造等行业的发展，激光三角测头得到了广泛的应用，基于激光三角法的激光位移传感器具有结构简单、操作方便、测量速度快、精度高等特点，而国内尚没有成熟的激光三角位移传感器，对激光三角测头的研究有待深入研究。本课题从激光三角位移传感器的原理出发，分别对激光三角位移传感器的光路部分和硬件电路部分进行了设计，并分析了各个模块对传感器精度的影响。主要研究工作如下：1、设计了基于FPGA的激光三角位移传感器，分析了斜入射式和直入射式光路，对直入射式光路参数进行了研究和确定，论证了斯凯姆普夫拉格（Scheimpflug）条件，阐述了激光三角位移传感器各个部分在硬件选择时需要考虑的因素。2、设计了基于FPGA的信号采集与处理电路。根据激光三角位移传感器中对电源的不同要求，实现了激光三角位移传感器电源方案。实现了CCD电路和CCD驱动电路，使CCD正常工作并采集到光强信息。3、激光三角位移传感器的硬件工作需要硬件逻辑驱动，介绍了基于VerilogHDL的FPGA设计流程，完成锁相环、CCD驱动逻辑、数据采集逻辑和FIFO数据缓存逻辑设计。4、定性分析了激光三角位移传感器的误差来源及减小误差的措施。采用硬件逻辑实现光点定位算法，包括质心法、阈值加权质心法和平方加权质心法。并对激光三角位移传感器的测量数据曲线进行拟合，得到测量曲线。通过算法反算，进行逻辑设计，最终实现位移测量。实验中的测量范围3.5mm；分辨率4μm，最大误差10μm。