基于溫度補(bǔ)償?shù)某暡y(cè)距裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及超聲波測(cè)距領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種基于溫度補(bǔ)償?shù)某暡y(cè)距裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 聲波是物體機(jī)械振動(dòng)狀態(tài)(或能量）的傳播形式。超聲波是指振動(dòng)頻率大于 20000化W上的，其每秒的振動(dòng)次數(shù)(頻率)甚高，超出了人耳聽覺的一般上限（20000化），人 們將該種聽不見的聲波叫做超聲波。
[0003] 由于其頻率高，因而具有許多特點(diǎn)；首先是功率大，其能量比一般聲波大得多，因 而可W用來切削、焊接、鉆孔等。再者由于它頻率高，波長(zhǎng)短，衍射不嚴(yán)重，具有良好的定向 性，工業(yè)與醫(yī)學(xué)上常用超聲波進(jìn)行超聲探測(cè)。
[0004] 超聲和可聞聲本質(zhì)上是一致的，它們的共同點(diǎn)都是一種機(jī)械振動(dòng)模式，通常W縱 波的方式在彈性介質(zhì)內(nèi)會(huì)傳播，是一種能量的傳播形式，其不同點(diǎn)是超聲波頻率高，波長(zhǎng) 短，在一定距離內(nèi)沿直線傳播具有良好的束射性和方向性，每秒振動(dòng)100萬次，可聞波的頻 率在16-20000監(jiān)之間。
[0005] 超聲波在媒質(zhì)中的反射、折射、衍射、散射等傳播規(guī)律，與可聽聲波的規(guī)律沒有本 質(zhì)上的區(qū)別。但是超聲波的波長(zhǎng)很短，只有幾厘米，甚至千分之幾毫米。
[0006] 與可聽聲波比較，超聲波具有許多奇異特性： 傳播特性一一超聲波的波長(zhǎng)很短，通常的障礙物的尺寸要比超聲波的波長(zhǎng)大好多倍， 因此超聲波的衍射本領(lǐng)很差，它在均勻介質(zhì)中能夠定向直線傳播，超聲波的波長(zhǎng)越短，該特 性就越顯著。
[0007] 功率特性一一當(dāng)聲音在空氣中傳播時(shí)，推動(dòng)空氣中的微粒往復(fù)振動(dòng)而對(duì)微粒做 功。聲波功率就是表示聲波做功快慢的物理量。在相同強(qiáng)度下，聲波的頻率越高，它所具有 的功率就越大。由于超聲波頻率很高，所W超聲波與一般聲波相比，它的功率是非常大的。
[0008] 空化作用一一當(dāng)超聲波在介質(zhì)的傳播過程中，存在一個(gè)正負(fù)壓強(qiáng)的交變周期，在 正壓相位時(shí)，超聲波對(duì)介質(zhì)分子擠壓，改變介質(zhì)原來的密度，使其增大；在負(fù)壓相位時(shí)，使介 質(zhì)分子稀疏，進(jìn)一步離散，介質(zhì)的密度減小，當(dāng)用足夠大振幅的超聲波作用于液體介質(zhì)時(shí)， 介質(zhì)分子間的平均距離會(huì)超過使液體介質(zhì)保持不變的臨界分子距離，液體介質(zhì)就會(huì)發(fā)生斷 裂，形成微泡。該些小空洞迅速脹大和閉合，會(huì)使液體微粒之間發(fā)生猛烈的撞擊作用，從而 產(chǎn)生幾千到上萬個(gè)大氣壓的壓強(qiáng)。微粒間該種劇烈的相互作用，會(huì)使液體的溫度驟然升高， 起到了很好的攬拌作用，從而使兩種不相溶的液體巧日水和油）發(fā)生乳化，且加速溶質(zhì)的溶 解，加速化學(xué)反應(yīng)。該種由超聲波作用在液體中所引起的各種效應(yīng)稱為超聲波的空化作用。
[0009] 由于超聲波指向性強(qiáng)，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)，因而超聲波經(jīng)常 用于距離的測(cè)量，如測(cè)距儀和物位測(cè)量?jī)x等都可W通過超聲波來實(shí)現(xiàn)。利用超聲波檢測(cè)往 往比較迅速、方便、計(jì)算簡(jiǎn)單、易于做到實(shí)時(shí)控制，并且在測(cè)量精度方面能達(dá)到工業(yè)實(shí)用的 要求，因此在移動(dòng)機(jī)器人研制上也得到了廣泛的應(yīng)用。
[0010] 超聲波測(cè)距與紅外線、激光測(cè)距相比，其對(duì)外界電磁場(chǎng)、光線及色彩敏感度低，更 適于電磁干擾強(qiáng)、有毒、黑暗、煙霧或灰塵的惡劣環(huán)境，在識(shí)別漫反射性差及透明的物體上 也更有優(yōu)勢(shì)。
[0011] 超聲波的測(cè)距精度受溫度影響較大，一般溫度每變化1 °C，聲速變化0. 607m/s，現(xiàn) 有的超聲波測(cè)距裝置一般都沒有考慮到溫度對(duì)測(cè)距的影響。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0012] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)【背景技術(shù)】中所設(shè)及的缺陷，提供一種基于溫度 補(bǔ)償?shù)某暡y(cè)距裝置。
[0013] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用W下技術(shù)方案： 基于溫度補(bǔ)償?shù)某暡y(cè)距裝置，包含超聲波發(fā)射模塊、超聲波接收模塊、計(jì)時(shí)模塊、 溫度檢測(cè)模塊、存儲(chǔ)模塊、控制模塊和顯示模塊，所述控制模塊分別和超聲波發(fā)射模塊、超 聲波接收模塊、計(jì)時(shí)模塊、溫度檢測(cè)模塊、存儲(chǔ)模塊、顯示模塊相連； 所述超聲波發(fā)射模塊用于朝測(cè)距目標(biāo)發(fā)射超聲波； 所述超聲波接收模塊用于接收超聲波發(fā)射模塊發(fā)射后經(jīng)測(cè)距目標(biāo)反射后的超神波； 所述計(jì)時(shí)模塊用于計(jì)時(shí)； 所述溫度檢測(cè)模塊用于檢測(cè)測(cè)距裝置所在地的溫度； 所述存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)超聲波速與溫度的對(duì)應(yīng)表； 所述顯示模塊用于顯示測(cè)量距離； 所述控制模塊包含計(jì)時(shí)控制單元、波速補(bǔ)償單元、距離計(jì)算單元和顯示控制單元； 所述計(jì)時(shí)控制單元用于在超聲波發(fā)射模塊發(fā)射超聲波時(shí)啟動(dòng)計(jì)時(shí)模塊開始計(jì)時(shí)，并在 超聲波接收模塊接收到反射的超聲波時(shí)控制計(jì)時(shí)模塊停止計(jì)時(shí)，得到超聲波在測(cè)距裝置與 測(cè)距目標(biāo)之間往返的時(shí)間； 所述波速補(bǔ)償單元用于根據(jù)根據(jù)接收到的溫度在超聲波速與溫度的對(duì)應(yīng)表中查找出 與其匹配的超聲波速； 所述距離計(jì)算單元用于根據(jù)計(jì)時(shí)控制單元測(cè)得的時(shí)間和波速補(bǔ)償單元補(bǔ)償后的超聲 波速計(jì)算出測(cè)量距離； 所述顯示控制單元用于控制顯示模塊顯示計(jì)算出的測(cè)量距離。
[0014] 作為本發(fā)明基于溫度補(bǔ)償?shù)某暡y(cè)距裝置進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述控制模塊的 處理器采用ARM系列單片機(jī)。
[0015] 作為本發(fā)明基于溫度補(bǔ)償?shù)某暡y(cè)距裝置進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述控制模塊的 處理器采用SAA7750單片機(jī)。
[0016] 作為本發(fā)明基于溫度補(bǔ)償?shù)某暡y(cè)距裝置進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述溫度檢測(cè)模 塊采用1C溫度傳感器。
[0017] 作為本發(fā)明基于溫度補(bǔ)償?shù)某暡y(cè)距裝置進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述1C溫度傳 感器采用DS18B20型溫度傳感器。
[0018] 作為本發(fā)明基于溫度補(bǔ)償?shù)某暡y(cè)距裝置進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述存儲(chǔ)模塊采 用SDRAM。
[0019] 作為本發(fā)明基于溫度補(bǔ)償?shù)某暡y(cè)距裝置進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述存儲(chǔ)模塊的 型號(hào)為K4S561632。
[0020] 作為本發(fā)明基于溫度補(bǔ)償?shù)某暡y(cè)距裝置進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述