专利名称：超声波传感器相位差测量仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种传感器性能参数的测量仪，尤其是一种测量超声波传感器相位差 的测量仪，用于超声波传感器生产领域。
背景技术：
超声波传感器在单独使用时不存在相位差的问题。因此也不存在测量相位差的问 题，但在定向音响中，超声波传感器是集群使用的，这就要求每个超声波传感器的发射相位 基本一致，这样才能使传输功率不致相互抵消，目前测量超声波传感器相位差的方法是示 波器观测法，这种方式测量误差大，测量速度慢。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于克服现有超声波相位差测量方法的 不足，提供一种测量速度快、测量精度高的超声波传感器相位差测量仪。本发明是通过以下技术方案来实现的一种超声波传感器相位差测量仪，其特征在于，其内部设置有前置放大电路、倒相 电路、移相电路、单片相位差测量电路、自动增益控制电路、减法电路、A/D转换电路和LED 驱动电路，其中，前置放大电路一端与信号源连接，另一端与倒相电路和移相电路顺序连 接，而移相电路则连接到单片相位差测量芯片的第一输入端，单片相位差测量芯片上设置 有相位差测量电路，单片相位差测量芯片的第二输入端通过自动增益控制电路与拾音头连 接，而单片相位差测量芯片的输出端经设置有减法电路的减法器、设置有A/D转换电路的 A/D转换器和LED驱动电路与LED显示器连接。本发明的有益效果是本发明可直观，快速，精确的测量超声波传感器的相位差， 其测量范围为0 180度，测量误差小于0. 2度，此外，本发明通过LED显示器数字显示测量 结果，且可用示波器观测两路信号的波形和相位差，非常方便实用。
图1为本发明一实施例的结构示意图；图2为超声波传感器相位差的测试框图。图中主要附图标记含义为1、单片相位差测量芯片 2、信号源 3、拾音头4、LED显示器5、减法器 6、A/D转换器7、超声波传感器
具体实施例方式下面将结合附图，详细说明本发明的
具体实施例方式图1为本发明一实施例的结构示意图。
如图1所示超声波传感器相位差测量仪，其内部设置有前置放大电路、倒相电 路、移相电路、单片相位差测量电路、自动增益控制电路、减法电路、A/D转换电路和LED驱 动电路，其中，前置放大电路一端与信号源2连接，另一端与倒相电路和移相电路顺序连 接，而移相电路则连接到单片相位差测量芯片1的第一输入端，单片相位差测量芯片1上设 置有相位差测量电路，单片相位差测量芯片1的第二输入端通过自动增益控制电路与拾音 头3连接，而单片相位差测量芯片1的输出端经设置有减法电路的减法器5、设置有A/D转 换电路的A/D转换器6和LED驱动电路与LED显示器4连接。首先对信号源2输出的信号通过前置放大电路进行放大，用倒相电路和移相电路 调节参考信号的相位，并将参考信号加到单片相位差测量芯片1的第一个输入端；其次，将 拾音头3的信号经自动增益控制电路进行自动增益控制，使拾音头3输出信号幅度基本一 致，并将其加到单片相位差测量芯片1的第二个输入端；最后单片相位差测量芯片1的输出 经减法器5，A/D转换器6，通过LED驱动电路在LED显示器4上直接显示。本发明电路设 计的特点是参考信号的相位可调，以便使参考信号和基准信号的相位差为零。图2为超声波传感器相位差的测试框图。如图2所示用一定频率的信号源2驱动超声波传感器7，并用拾音头3接收此超 声波传感器7的发射信号，测出信号源2与拾音头3之间的相位差，调节此相位差使之等于 零(即以此超声波传感器7的相位作为参考相位)；然后测出其他超声波传感器与拾音头3 之间的相位差，这就是相对参考超声波传感器的相位差。参考相位Φc = Φ 0+ Δ Φ dl其中=Otl-信号发生器的初始相位，Δ Odl-电路1的相位差。被测元件相位ΦΧ= Φ0+Δ Φυτ+Δ Ok+Δ Os+Δ Od2其中Δ Φυτ-超声波传感器的相位差，Δ CDk-空气介传输延迟相位差。Δ Os-拾音头相位差，Δ Od2-电路2相位差。元件1 的参考相位差 Δ CD1 = Oxl-Oc = Δ Φυτι+Δ Ok+Δ Φ5+Δ Od2-A ΦΛ1。元件2 的参考相位差 Δ Φ2 = Ox2-Oc = Δ Φ Τ2+Δ Ok+Δ Φ5+Δ Od2-A ΦΛ1。元件2 和元件 1 的相位差 ΔΦ = Δ Φ2-Δ O1 = Δ Φυτ2_Δ Φυτι。调节Δ CDdl，使 Δ Odl = Δ Φυτι+Δ Ok+Δ Φ5+Δ ΦΛ2，因此 Δ O1 = O。元件2和元件1的相位差Δ Φ = Δ O20以上已以较佳实施例公开了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采用等同替换 或者等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种超声波传感器相位差测量仪，其特征在于，其内部设置有前置放大电路、倒相电路、移相电路、单片相位差测量电路、自动增益控制电路、减法电路、A/D转换电路和LED驱动电路，其中，前置放大电路一端与信号源连接，另一端与倒相电路和移相电路顺序连接，而移相电路则连接到单片相位差测量芯片的第一输入端，单片相位差测量芯片上设置有相位差测量电路，单片相位差测量芯片的第二输入端通过自动增益控制电路与拾音头连接，而单片相位差测量芯片的输出端经设置有减法电路的减法器、设置有A/D转换电路的A/D转换器和LED驱动电路与LED显示器连接。
全文摘要
本发明公开了一种超声波传感器相位差测量仪，其内部设置有前置放大电路、倒相电路、移相电路、单片相位差测量电路、自动增益控制电路、减法电路、A/D转换电路和LED驱动电路，前置放大电路一端与信号源连接，另一端与倒相和移相电路顺序连接，移相电路连接到设置有相位差测量电路的单片相位差测量芯片的第一输入端，其第二输入端经自动增益控制电路与拾音头连接，其输出端经减法电路、A/D转换电路和LED驱动电路与LED显示器连接。本发明可直、快速、精确的测量超声波传感器的相位差，测量范围为0～180度，误差小于0.2度，本发明还可数字显示测量结果，可用示波器观测两路信号的波形和相位差，非常方便实用。
文档编号G01H11/06GK101936769SQ201010217238
公开日2011年1月5日 申请日期2010年7月5日 优先权日2010年7月5日
发明者乐秀海, 俞富林, 吴志骥, 周云, 唐国雄, 朱文杰, 沈冬菊 申请人:俞富林;乐秀海;唐国雄
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