[實(shí)用新型]一種超聲波距離測量傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720192277.4
• 申請日: 2007-11-05
• 公開（公告）號: CN201096889Y
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊楓江;董善品;胡東明;鄧新平
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江勝昔信息科技有限公司
• 主分類號: G01S15/08
• 分類號: G01S15/08
• 代理公司: 杭州裕陽專利事務(wù)所（普通合伙）
• 代理人: 張宇娟

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一距離測量傳感器，更具體說是一種超聲波距離測量傳感器。

背景技術(shù)

超聲波距離測量傳感器已廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，如汽車倒車?yán)走_(dá)，教學(xué)儀器技術(shù)領(lǐng)域等。公知的超聲波位移測量都是由經(jīng)發(fā)射后的超聲波碰到被測量的物體后返回的信號來檢測被測量的物體的距離，但是很多超聲波位移測量的盲區(qū)一般都在15厘米以上，甚至在40公分以上，導(dǎo)致在測量近距離物體的時候根本無法測量。特別是在數(shù)字化教育實(shí)驗(yàn)中，做運(yùn)動類實(shí)驗(yàn)時，物體運(yùn)動的軌道長度一般只有1米多，如果盲區(qū)太長，實(shí)際能做實(shí)驗(yàn)的軌道長度就不夠。

國家知識產(chǎn)權(quán)局于2006年05月31日公開的“一種超聲波測距傳感器”(公開號：CN2784945)，該文獻(xiàn)公開了一種屬于教學(xué)儀器技術(shù)領(lǐng)域的超聲波測距傳感器，它包括各自分離的超聲波發(fā)射器和超聲波接收器組成，在超聲波發(fā)射器上安裝了一個光速波發(fā)射器，超聲波發(fā)射器和光速波發(fā)射器的控制端并聯(lián)，與一個脈沖信號發(fā)生器的輸出端聯(lián)接構(gòu)成控制回路；超聲波接收器上安裝了一個與光速波發(fā)射器相對應(yīng)的光速波接收器，光速波接收器的輸出端聯(lián)接脈沖觸發(fā)器的控制端，超聲波接收器的輸出端聯(lián)接脈沖放大整形電路，脈沖放大整形電路的輸出端與脈沖觸發(fā)器的控制端聯(lián)接構(gòu)成控制回路，具有消除盲區(qū)、測距范圍大、測量精度高、識別能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。上述技術(shù)方案雖然消除了一定的盲區(qū)，但光速波發(fā)射器的組入導(dǎo)致結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高等不足。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對上述問題，本實(shí)用新型擬解決的問題是提供能夠準(zhǔn)確測量靜止和運(yùn)動物體的距離，特別是能縮小測量盲區(qū)的超聲波距離測量傳感器，且其結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低。

為解決上述問題，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案：一種超聲波距離測量傳感器，它包括依次電連接的信號處理器、超聲波發(fā)生器、超聲波發(fā)送及接收器、超聲波接收處理器、邏輯處理器、距離信號輸出，其特征在于它還組入了超聲波余振吸收電路，所述超聲波余振吸收電路分別與信號處理器、超聲波發(fā)生器、超聲波發(fā)送及接收器電連接。

所述超聲波余振吸收電路是可控制的開關(guān)電路。所述可控制的開關(guān)電路可以包括三個MOS管，其中二個互為反接MOS管，另一MOS管的連接為：漏極分別與二個互為反接MOS管的柵極電連接、源極接地、柵極與信號處理器電連接；二個互為反接MOS管剩下的兩個漏極分別與超聲波發(fā)生器、超聲波發(fā)送及接收器電連接。還可以包括二個MOS管和三極管，其中二個互為反接MOS管，三極管的連接為：集電極分別與二個互為反接MOS管的柵極電連接、發(fā)射極接地、基極與信號處理器電連接；二個互為反接MOS管剩下的兩個漏極分別與超聲波發(fā)生器、超聲波發(fā)送及接收器電連接。所述超聲波發(fā)生器包括超聲波驅(qū)動及控制電路。所述超聲波接收處理器包括增益調(diào)整電路。

由于超聲波傳感器發(fā)送的超聲波超聲波有一定的慣性，發(fā)送結(jié)束后還留有一定的余振，這種余振經(jīng)聲電換能器(超聲波發(fā)送頭)同樣產(chǎn)生電壓信號，擾亂了系統(tǒng)捕捉回波信號的正常工作。為了減少該余振的影響，在發(fā)送結(jié)束時，在處理器的控制下，超聲波余振吸收電路工作，吸收掉超聲波發(fā)送頭的余振能量，使超聲波發(fā)送頭的余振持續(xù)時間t2大大縮短。在超聲波余振被吸收完后(t2之后)，才開始接收回波信號。一般沒使用超聲波余振能量吸收電路的情況下，余振持續(xù)時間t2長達(dá)幾百微妙，而進(jìn)行余振能量吸收后，余振能量吸收時間和剩余的余振持續(xù)時間合計(jì)起來可減到幾十微妙。實(shí)驗(yàn)證明本實(shí)用新型的超聲波距離測量傳感器能夠讓測量盲區(qū)縮小到5厘米，并且只需在現(xiàn)有技術(shù)的超聲波距離測量傳感器上接入一開關(guān)電路，其結(jié)構(gòu)簡單、制造成本沒有大幅度上升。

附圖說明

圖1是的本實(shí)用新型超聲波距離測量傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是超聲波余振吸收電路圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型的超聲波距離測量傳感器，包括依次電連接的信號處理器、超聲波發(fā)生器、超聲波發(fā)送及接收器、超聲波接收處理器、邏輯處理器、距離信號輸出。所述超聲波發(fā)生器還包括超聲波驅(qū)動及控制電路。所述超聲波接收處理器包括增益調(diào)整電路。另外由于超聲波距離測量傳感器需要能量，因此一般還設(shè)有電源模塊。具體為：