直接误差补偿精密超声测距仪制造技术

一种直接误差补偿精密超声测距仪，它主要包括压电陶瓷换能器，脉冲发生器，标杆，信号接收放大器，反相器，数模转换，微处理器，通信接口和显示系统，其特征在于：超声测距仪的发射端联接有一根固定长度的标杆。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及一种超声波测距仪，特别是一种采用直接误差补偿的精密超声波测距仪。
技术介绍
超声测距仪是利用声的传播速度来计算被测物体的距离，该技术作为现代测量工具，已得到广泛的应用。但超声测距仪的测量精度有其先天的局限性，大多数超声测距仪都是以空气为传输介质来传递声波，由于环境温度的变化，超声测距的精度直接受到非常大的影响。现有的超声测距仪大多采用温度传感器来补偿因温度变化而产生的误差，由于温度传感器被封装在超声传感器内，不仅远离被测量的物体，而且也不能直接测量传输介质的温度，其测量的只是超声传感器的环境的温度，或者是通过温度场的分布理论推算出声波传输介质的温度，这种间接的温度误差补偿方法并不能完全满足测量精度上的需要。
技术实现思路
本技术的目的就是针对现有的超声测距仪所存在的上述在测量被测目标的距离时，测量精度不能保证的不足之处，而提供的一种采用直接误差补偿、具有高测量精度的超声测距仪。本技术的目的是这样实现的一种直接误差补偿精密超声测距仪，它包括压电陶瓷换能器，脉冲信号发生器，标杆，信号接收放大器，反相器，数模转换，微处理器，通信接口和显示系统。其要点是超声测距仪的声波发射端联接有一根标杆，其位置在发射波锥体的几何轴心，标杆的长度根据实际需要确定，标杆的材料为热膨胀系数较小的金属或非金属材料。标杆的另一端有一个与发射波垂直的小平面，形状为圆形或正多边形，该平面的面积为标杆横截面的3～8倍，标杆的轴线经过反射小平面的几何中心，用以反射声波。在测量时，根据标杆的实际长度与超声传感器测量的标杆长度所得到的误差补偿系数，微处理器进行运算处理后，既可得出被测目标的距离。本技术由于采用了误差补偿标杆，其在测量中产生的误差补偿系数，消除了因声波传输介质的温度变化以及其它环境因素所带来的测量上的误差，因而本技术具有测量精度高、性能可靠、能在恶劣的环境中工作等优点，其结构简单、使用方便，有广泛的应用范围。附图说明本技术的具体结构由以下的实施例及其附图给出。图1是本技术的结构示意图。图2是本技术的工作原理图。具体实施方式本测距仪的结构如图1所示，一种直接误差补偿精密超声测距仪，它主要包括压电陶瓷换能器，脉冲信号发生器，标杆，信号接收放大器，反相器，数模转换，微处理器，通信接口和显示系统。其中通信接口设在壳体(3)一头的端盖(1)上，液晶显示屏(2)设在壳体(3)的外表面，通信接口和显示屏(2)通过通信电缆与微处理器相联接，压电陶瓷换能器、脉冲信号发生器、信号接收放大器、反相器、数模转换、微处理器设在壳体内腔。其要点是标杆(4)通过壳内的固定架与壳体内壁连接，位于换能器的端面，处在发射波锥体的几何轴心，标杆(4)由热膨胀系数较低的材料制成，其长度可根据实际需要确定。标杆的另一端有一个与发射波垂直的反射小平面(5)，该平面的面积一般为标杆的横截面的3～8倍。本测距仪的工作原理如下超声测距仪内部的脉冲信号发生器产生一定频率的脉冲信号，激励换能器产生脉冲超声波，换能器将接收到两个反射回的超声波，一个是标杆小平面(5)反射的声波，另一个是目标物体反射的声波，分别转换成电信号后送到信号放大器，放大后经反相器送到微处理器进行数字信号处理，通过初步运算，计算出超声测距仪初次测量的标杆长度L(换能器端面到标杆反射小平面的距离)及目标物距离Lc(换能器端面到目标物端面的距离)，由于标杆实际长度Lo为已知，则可得到一个直接误差补偿系数α＝Lo/L，该误差补偿系数α被用来消除空气介质的温度变化和周边环境对目标距离测量精度所产生的影响，经考虑误差补偿后，最后计算出被测目标物体的实际测量距离L1＝αLc。为进一步提高传感器的测量精度，对于同一点的距离，可进行多次测量，采用平均测量值，求得最终的测量距离DD＝/(n-2)∑di-n次测量的结果之和dmax-n次测量中的最大值dmin-n次测量中的最小值n-同一点的测量次数，推荐n＝10左右所有运算都是通过超声测距仪的内置软件来处理的，在测量的数据被自动处理后显示在液晶显示器上，或传输到其它的控制器。权利要求1.一种直接误差补偿精密超声测距仪，它主要包括压电陶瓷换能器，脉冲发生器，标杆，信号接收放大器，反相器，数模转换，微处理器，通信接口和显示系统，其特征在于超声测距仪的发射端联接有一根固定长度的标杆。2.根据权利要求1所述的直接误差补偿精密超声测距仪，其特征在于标杆位于发射波锥体的几何轴心，标杆横截面的形状为圆形或正多边形。3.根据权利要求1所述的直接误差补偿精密超声测距仪，其特征在于标杆一头连接有一个反射小平面，反射小平面与超声波的发射方向垂直，反射小平面的面积大小为标杆的横截面的3～8倍，形状为圆形或正多变形，标杆的轴线经过反射小平面的几何中心。专利摘要本技术公开了一种直接误差补偿精密超声测距仪。该测距仪包括压电陶瓷换能器，脉冲发生器，标杆，信号接收放大器，反相器，数模转换，微处理器，通信接口和显示系统等。其要点是超声测距仪的声波发射端联接有一根固定长度的标杆，标杆位于发射波锥体的几何轴心，标杆的另一端有一个与发射波垂直的圆形或正多边形的反射小平面，该平面的面积为标杆的横截面的3～8倍，标杆的轴线经过反射小平面的几何中心，用以反射声波。该测距仪具有测量精度高、性能可靠、结构简单、能在恶劣的环境中工作等优点，适用于各种目标物的测量。文档编号G01S15/00GK2598000SQ02278518公开日2004年1月7日 申请日期2002年7月29日 优先权日2002年7月29日专利技术者高建华 申请人:高建华本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：高建华，
申请(专利权)人：高建华，
类型：实用新型
国别省市：