專利名稱：超聲波測(cè)距儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測(cè)距儀，具體地說是一種超聲波測(cè)距儀。
實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案一種超聲波測(cè)距儀，由主機(jī)和標(biāo)靶組成，主機(jī)包括測(cè)量開關(guān)、電源穩(wěn)壓電路、中央微處理器、存儲(chǔ)器、液晶顯示器、超聲波發(fā)射電路、紅外線發(fā)射電路、主機(jī)超聲波發(fā)射/接收傳感器、主機(jī)放大電路、積分電路、標(biāo)靶超聲波接收傳感器和前置放大電路，標(biāo)靶包括紅外線接收電路、標(biāo)靶放大電路、振蕩電路、標(biāo)靶超聲波發(fā)射電路和標(biāo)靶超聲波發(fā)射傳感器，電源經(jīng)測(cè)量開關(guān)接電源穩(wěn)壓電路，由電源穩(wěn)壓電路向中央微處理器輸入測(cè)量信號(hào)，中央微處理器輸出的測(cè)量信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)或者接超聲波發(fā)射電路或者接紅外線發(fā)射電路，所述超聲波發(fā)射電路的輸出接主機(jī)超聲波發(fā)射/接收傳感器發(fā)射測(cè)量信號(hào)，由主機(jī)超聲波發(fā)射/接收傳感器接收到該測(cè)量信號(hào)的反射信號(hào)后接主機(jī)放大電路，所述紅外線發(fā)射電路發(fā)射的測(cè)量信號(hào)由紅外線接收電路接收、標(biāo)靶放大電路放大后輸入振蕩電路，由振蕩電路產(chǎn)生脈沖信號(hào)經(jīng)標(biāo)靶超聲波發(fā)射電路、標(biāo)靶超聲波發(fā)射傳感器發(fā)射測(cè)量信號(hào)，所述測(cè)量信號(hào)由標(biāo)靶超聲波接收傳感器接收、前置放大電路放大后接主機(jī)放大電路，主機(jī)放大電路的輸出經(jīng)積分電路積分后輸入微處理器計(jì)算測(cè)量值，所述測(cè)量值由液晶顯示器顯示和存儲(chǔ)器存儲(chǔ)。
設(shè)置溫度補(bǔ)償電路(C7、R11、RT1)，中央微處理器通過溫度補(bǔ)償電路的熱敏電阻RT1感應(yīng)環(huán)境溫度對(duì)測(cè)量信號(hào)的傳播速度進(jìn)行補(bǔ)償。
設(shè)置測(cè)量信號(hào)補(bǔ)償電路，中央微處理器的測(cè)量補(bǔ)償信號(hào)輸出接測(cè)量信號(hào)補(bǔ)償電路，測(cè)量信號(hào)補(bǔ)償電路的輸出接主機(jī)放大電路。
采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型有益的技術(shù)效果在于1、近距離測(cè)量(距離在0.56m～15m范圍內(nèi))并有反射面時(shí)，可以使用超聲波自反射式測(cè)距，將超聲波測(cè)距儀與被測(cè)反射面垂直放置，按測(cè)量鍵，測(cè)距儀發(fā)射出超聲波至被測(cè)目標(biāo)表面，由被測(cè)目標(biāo)表面將超聲波反射回來，測(cè)距儀接收到反射回來的信號(hào)，由中央微處理器處理后，驅(qū)動(dòng)液晶顯示器顯示距離讀數(shù)。2、遠(yuǎn)距離測(cè)量(距離在1m～60m范圍內(nèi))或無反射面時(shí)，使用超聲波異地反射式測(cè)距，將標(biāo)靶和主機(jī)分別放在要測(cè)量范圍的兩邊，標(biāo)靶面向主機(jī)并垂直放置，按測(cè)量鍵，主機(jī)發(fā)射出紅外線信號(hào)，標(biāo)靶接收到紅外線信號(hào)，觸發(fā)振蕩電路驅(qū)動(dòng)超聲波發(fā)射電路發(fā)射出超聲波信號(hào)，主機(jī)接收到超聲波，經(jīng)中央微處理器處理后，驅(qū)動(dòng)液晶顯示器顯示距離讀數(shù)。實(shí)用新型操作簡(jiǎn)單、方便、快捷，并根據(jù)實(shí)際需要，通過中央微處理器內(nèi)置程序很方便地設(shè)置4種單位轉(zhuǎn)換(米、英尺、十進(jìn)制尺、碼)和5組儲(chǔ)存記憶功能。
圖2是本實(shí)用新型超聲波測(cè)距儀的標(biāo)靶結(jié)構(gòu)框圖。
圖3是

圖1超聲波測(cè)距儀的一種主機(jī)數(shù)字板電路圖。
圖4是圖1超聲波測(cè)距儀的一種主機(jī)模擬板電路圖圖5是圖2超聲波測(cè)距儀的一種標(biāo)靶電路圖。
標(biāo)靶由紅外線接收電路(D2、L1、Q1)，標(biāo)靶放大電路I[U1(CA3046)、Q2-Q8]，標(biāo)靶放大電路II(U2F、U2E、U2D、U2A)，振蕩電路(U2B、U2C、R16、C9)，標(biāo)靶超聲波發(fā)射電路(Q9、Q10、T1)，標(biāo)靶超聲波發(fā)射傳感器X1、指示燈電路(U4、D3、Q11、Q12)和電源穩(wěn)壓電路III組成。
電源經(jīng)測(cè)量開關(guān)接電源穩(wěn)壓電路，由電源穩(wěn)壓電路向中央微處理器輸入測(cè)量信號(hào)，中央微處理器輸出的測(cè)量信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)S1C或者接超聲波發(fā)射電路或者接紅外線發(fā)射電路，超聲波發(fā)射電路的輸出接主機(jī)超聲波發(fā)射/接收傳感器發(fā)射測(cè)量信號(hào)，由主機(jī)超聲波發(fā)射/接收傳感器接收到該測(cè)量信號(hào)的反射信號(hào)后接主機(jī)放大電路(I、II)，紅外線發(fā)射電路發(fā)射的測(cè)量信號(hào)由紅外線接收電路接收、標(biāo)靶放大電路(I、II)放大后輸入振蕩電路，由振蕩電路產(chǎn)生脈沖信號(hào)經(jīng)標(biāo)靶超聲波發(fā)射電路、標(biāo)靶超聲波發(fā)射傳感器發(fā)射測(cè)量信號(hào)，測(cè)量信號(hào)由標(biāo)靶超聲波接收傳感器接收、前置放大電路放大后接主機(jī)放大電路(II)，主機(jī)放大電路(II)的輸出經(jīng)積分電路積分后輸入微處理器計(jì)算測(cè)量值，測(cè)量值由液晶顯示器顯示和存儲(chǔ)器存儲(chǔ)，電源穩(wěn)壓電路(I、II)為主機(jī)電路提供工作電源，電源穩(wěn)壓電路III為標(biāo)靶電路提供工作電源。
兩種測(cè)距模式的工作過程1、超聲波自反射式模式當(dāng)測(cè)量距離在0.56m～15m范圍內(nèi)并有反射面時(shí)，功能轉(zhuǎn)換開關(guān)S1(S1A-S1D)選擇在自反射式模式時(shí)，當(dāng)按測(cè)量開關(guān)SW8或SW9后，Q13導(dǎo)通，穩(wěn)壓管U7向中央微處理器U5提供電源，中央微處理器U5發(fā)出脈沖電壓給紅外線、超聲波發(fā)射電路，經(jīng)Q22、Q23、T2發(fā)出信號(hào)TRX，使J1發(fā)出超聲波。超聲波到達(dá)反射體后反射回來信號(hào)，J1接收到信號(hào)經(jīng)兩級(jí)主機(jī)放大電路I、主機(jī)放大電路II和積分電路處理，送到中央微處理器U5，中央微處理器從存儲(chǔ)器得到標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，經(jīng)中央微處理器比較、識(shí)別和運(yùn)算得出距離讀數(shù)，并驅(qū)動(dòng)液晶顯示器LCD1顯示距離讀數(shù)。
2、超聲波異地反射式模式當(dāng)測(cè)量距離在1m～60m范圍內(nèi)或無反射面時(shí)，將標(biāo)靶和主機(jī)分別放在要測(cè)量范圍的兩邊，標(biāo)靶面向主機(jī)并垂直放置，功能轉(zhuǎn)換開關(guān)S1(S1A-S1D)選擇在異地反射式模式時(shí)，當(dāng)按測(cè)量開關(guān)SW8或SW9后，Q13導(dǎo)通，穩(wěn)壓管U7向中央微處理器U5提供電源，中央微處理器U5發(fā)出脈沖電壓給紅外線、超聲波發(fā)射電路使IR1發(fā)出紅外線。標(biāo)靶的紅外線接收電路經(jīng)D2接收信號(hào)，經(jīng)標(biāo)靶放大電路I和標(biāo)靶放大電路II兩級(jí)放大處理，觸發(fā)振蕩電路向超聲波發(fā)射電路提供脈沖電壓，使X1發(fā)射超聲波，標(biāo)靶超聲波接收傳感器J3接收到超聲波信號(hào)，經(jīng)前置放大電路、主機(jī)放大電路II和積分電路處理，送到中央微處理器U5，中央微處理器從存儲(chǔ)器得到標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，經(jīng)中央微處理器比較、識(shí)別和運(yùn)算得出距離讀數(shù)，并驅(qū)動(dòng)液晶顯示器。同時(shí)，放大電路II向指示燈電路提供脈沖電壓驅(qū)動(dòng)指示燈。
在測(cè)試過程中，中央微處理器U5將從積分電路(D16、D17、C45、R48)提供的信號(hào)進(jìn)行比較、識(shí)別，當(dāng)檢測(cè)信號(hào)足夠強(qiáng)時(shí)，不需要進(jìn)行補(bǔ)償。當(dāng)檢測(cè)信號(hào)不正常時(shí)，中央微處理器U5從P23輸出檢測(cè)信號(hào)，經(jīng)CON1端子的5腳向檢測(cè)信號(hào)補(bǔ)償電路提供補(bǔ)償電壓信號(hào)，經(jīng)Q18、Q19向C53進(jìn)行充電，經(jīng)U8A、U8B放大，Q20反饋穩(wěn)定U8A輸出，產(chǎn)生模擬聲波傳播特性的曲線，給放大電路II提供適量電壓而達(dá)到補(bǔ)償目的。其中檢測(cè)信號(hào)弱時(shí)，補(bǔ)償信號(hào)要強(qiáng)，U8B輸出的補(bǔ)償信號(hào)經(jīng)R64、Q21、D14向放大電路II提供較強(qiáng)補(bǔ)償電壓信號(hào)；檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)時(shí)，補(bǔ)償信號(hào)弱，U8B輸出的補(bǔ)償信號(hào)經(jīng)R30向放大電路II提供較弱補(bǔ)償電壓信號(hào)。
考慮到聲波的傳播速度受環(huán)境溫度影響，設(shè)置溫度補(bǔ)償電路(C23、R11、RT2)，中央微處理器U5通過溫度補(bǔ)償電路的熱敏電阻RT2感應(yīng)環(huán)境溫度，通過P64、P26、P27腳電壓變化，從而判斷出外界的環(huán)境溫度變化，識(shí)別聲波的傳播速度，在計(jì)算距離時(shí)得到相應(yīng)補(bǔ)償。
權(quán)利要求1.一種超聲波測(cè)距儀，由主機(jī)和標(biāo)靶組成，其特征在于主機(jī)包括測(cè)量開關(guān)、電源穩(wěn)壓電路、中央微處理器、存儲(chǔ)器、液晶顯示器、超聲波發(fā)射電路、紅外線發(fā)射電路、主機(jī)超聲波發(fā)射/接收傳感器、主機(jī)放大電路、積分電路、標(biāo)靶超聲波接收傳感器和前置放大電路，標(biāo)靶包括紅外線接收電路、標(biāo)靶放大電路、振蕩電路、標(biāo)靶超聲波發(fā)射電路和標(biāo)靶超聲波發(fā)射傳感器，電源經(jīng)測(cè)量開關(guān)接電源穩(wěn)壓電路，由電源穩(wěn)壓電路向中央微處理器輸入測(cè)量信號(hào)，中央微處理器輸出的測(cè)量信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)或者接超聲波發(fā)射電路或者接紅外線發(fā)射電路，所述超聲波發(fā)射電路的輸出接主機(jī)超聲波發(fā)射/接收傳感器發(fā)射測(cè)量信號(hào)，由主機(jī)超聲波發(fā)射/接收傳感器接收到該測(cè)量信號(hào)的反射信號(hào)后接主機(jī)放大電路，所述紅外線發(fā)射電路發(fā)射的測(cè)量信號(hào)由紅外線接收電路接收、標(biāo)靶放大電路放大后輸入振蕩電路，由振蕩電路產(chǎn)生脈沖信號(hào)經(jīng)標(biāo)靶超聲波發(fā)射電路、標(biāo)靶超聲波發(fā)射傳感器發(fā)射測(cè)量信號(hào)，所述測(cè)量信號(hào)由標(biāo)靶超聲波接收傳感器接收、前置放大電路放大后接主機(jī)放大電路，主機(jī)放大電路的輸出經(jīng)積分電路積分后輸入微處理器計(jì)算測(cè)量值，所述測(cè)量值由液晶顯示器顯示和存儲(chǔ)器存儲(chǔ)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述超聲波測(cè)距儀，其特征在于設(shè)置溫度補(bǔ)償電路(C7、R11、RT1)，中央微處理器通過溫度補(bǔ)償電路的熱敏電阻RT1感應(yīng)環(huán)境溫度對(duì)測(cè)量信號(hào)的傳播速度進(jìn)行補(bǔ)償。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述超聲波測(cè)距儀，其特征在于設(shè)置測(cè)量信號(hào)補(bǔ)償電路，中央微處理器的測(cè)量補(bǔ)償信號(hào)輸出接測(cè)量信號(hào)補(bǔ)償電路，測(cè)量信號(hào)補(bǔ)償電路的輸出接主機(jī)放大電路。
專利摘要一種超聲波測(cè)距儀，由主機(jī)和標(biāo)靶組成，主機(jī)電源經(jīng)測(cè)量開關(guān)、電源穩(wěn)壓電路向中央微處理器輸入測(cè)量信號(hào)，中央微處理器輸出測(cè)量信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)或者接超聲波發(fā)射電路或者接紅外線發(fā)射電路，經(jīng)超聲波發(fā)射電路、主機(jī)超聲波發(fā)射/接收傳感器發(fā)射接收測(cè)量信號(hào)后接主機(jī)放大電路，所述紅外線發(fā)射電路發(fā)射的測(cè)量信號(hào)經(jīng)紅外線接收電路、標(biāo)靶放大電路、振蕩電路標(biāo)靶超聲波發(fā)射電路、標(biāo)靶超聲波發(fā)射傳感器發(fā)射、標(biāo)靶超聲波接收傳感器接收、前置放大電路放大后接主機(jī)放大電路，所述主機(jī)放大電路的輸出經(jīng)積分電路積分后輸入微處理器計(jì)算測(cè)量值，所述測(cè)量值由液晶顯示器顯示和存儲(chǔ)器存儲(chǔ)。本實(shí)用新型是一種測(cè)量簡(jiǎn)單、方便、快捷、準(zhǔn)確的超聲波測(cè)距儀。
文檔編號(hào)G01S15/08GK2602385SQ0224858
公開日2004年2月4日 申請(qǐng)日期2002年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月9日
發(fā)明者傅一鵬 申請(qǐng)人:傅一鵬