一種超聲波傳感器指標(biāo)檢測(cè)方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及測(cè)量領(lǐng)域，尤其涉及一種超聲波傳感器指標(biāo)檢測(cè)方法及裝置，包括以下步驟，A、使被測(cè)傳感器處于持續(xù)發(fā)波模式；B、使用5個(gè)高頻麥克風(fēng)采集超聲波信號(hào)；C、使用采集模塊采集所述步驟B的超聲波信號(hào)；D、判斷被測(cè)傳感器的波束角度和聲壓級(jí)是否達(dá)標(biāo)；E、使用發(fā)射傳感器發(fā)送一定聲壓級(jí)的超聲波信號(hào)，使被測(cè)傳感器處在接收模式；F、使用采集卡采集被測(cè)傳感器接收所述步驟D的超聲波信號(hào)；G、判斷回應(yīng)靈敏度是否達(dá)標(biāo)。本測(cè)試方法簡(jiǎn)單易行，可以全面的檢測(cè)超聲波傳感器的性能指標(biāo)，而且運(yùn)用此方法的裝置，相比傳統(tǒng)的測(cè)試治具，本裝置占用空間小，運(yùn)用材料少，降低了測(cè)試成本。
【專利說明】一種超聲波傳感器指標(biāo)檢測(cè)方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及測(cè)量領(lǐng)域，尤其涉及一種超聲波傳感器指標(biāo)檢測(cè)方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲波傳感器是一種壓電陶瓷器件，它通過壓電效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)機(jī)械能和電能的雙向轉(zhuǎn)換。它的傳播速度為344m/s(25度)工作頻率一般在20kHz?200kHz，通過反射及多譜勒效應(yīng)來確定障礙物的距離及相對(duì)速度。探測(cè)距離一般在I米?2米，它廣泛地應(yīng)用在倒車聲納、防盜報(bào)警、流量計(jì)、停車計(jì)時(shí)、自動(dòng)門等產(chǎn)品系統(tǒng)中。
[0003]如圖5所示，超聲波傳感器系統(tǒng)的詳細(xì)工作流程為:控制器通過驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)超聲波傳感器(收發(fā)一體集成式)通過壓電轉(zhuǎn)換，發(fā)出一束短促的、固定頻率的超聲波信號(hào)，當(dāng)這束超聲波脈沖遇到障礙物時(shí)就會(huì)發(fā)生反射，接收傳感器將會(huì)收到反射的機(jī)械回波，再通過壓電轉(zhuǎn)換，回波電信號(hào)經(jīng)過放大、濾波、檢波等處理后，控制器根據(jù)發(fā)射超聲波與接收到反射回波之間的時(shí)間間隔，計(jì)算出傳感器與障礙物之間的距離。
[0004]常規(guī)超聲波傳感器的檢測(cè)流程如下:
1、設(shè)置一個(gè)屏蔽箱，在屏蔽箱內(nèi)指定的最遠(yuǎn)探測(cè)距離位置(1.5m?2米m)放一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試桿，一般為0 75mm的PVC管，將待調(diào)試的傳感器模塊放入測(cè)試架，接上示波器。
[0005]2.系統(tǒng)上電，調(diào)整傳感器板的可調(diào)中周，使中周與傳感器內(nèi)部的等效電容產(chǎn)生特定頻率的諧振并達(dá)到最佳點(diǎn)；再調(diào)試傳感器板的回波靈敏度(一般通過可調(diào)電阻)，通過示波器觀察障礙物的回波寬度達(dá)到要求的值。
[0006]3.標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試桿通過電機(jī)的帶動(dòng)在有效探測(cè)距離內(nèi)移動(dòng)，觀察障礙物回波寬度的變化，同時(shí)蜂鳴器會(huì)根據(jù)不同的距離報(bào)出不同的聲音警示。
[0007]傳統(tǒng)的超聲波傳感器的測(cè)試只能考量傳感器的測(cè)距功能是否正常，這種測(cè)量模式受PVC管的材質(zhì)、表面光潔度的變化影響結(jié)果的判定；而且對(duì)于傳感器的性能指標(biāo)如發(fā)射聲壓，接收靈敏度，及探測(cè)包絡(luò)范圍等沒有定量的檢測(cè)及判定；而且測(cè)距是基于PVC管的反射來實(shí)現(xiàn)的，導(dǎo)致產(chǎn)品的參數(shù)一致性有較大的誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷或不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種超聲波傳感器指標(biāo)檢測(cè)方法及裝置，運(yùn)用此方法，能全面測(cè)量超聲波傳感器的性能指標(biāo)，本裝置占用空間小。
[0009]本發(fā)明采取的技術(shù)方案為提供一種超聲波傳感器指標(biāo)檢測(cè)方法，包括以下步驟，
A、使被測(cè)傳感器處于持續(xù)發(fā)波模式；
B、使用5個(gè)高頻麥克風(fēng)采集超聲波信號(hào)；
C、使用采集模塊采集所述步驟B的超聲波信號(hào)；
D、判斷被測(cè)傳感器的波束角度和聲壓級(jí)是否達(dá)標(biāo)；
E、使用發(fā)射傳感器發(fā)送一定聲壓級(jí)的超聲波信號(hào)，使被測(cè)傳感器處在接收模式； F、使用采集卡采集被測(cè)傳感器接收所述步驟D的超聲波信號(hào)；
G、判斷回應(yīng)靈敏度是否達(dá)標(biāo)。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟G包含以下分步驟，
Gl:判斷為是，被測(cè)傳感器達(dá)標(biāo)，被測(cè)傳感器進(jìn)入正常工作模式，檢測(cè)結(jié)束；
G2:判斷為否，被測(cè)傳感器不達(dá)標(biāo)，檢測(cè)結(jié)束。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟G之后還有步驟I，判斷被測(cè)傳感器的余震是否達(dá)標(biāo)。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟D判斷為否，檢測(cè)結(jié)束。
[0013]一種使用超聲波傳感器指標(biāo)檢測(cè)方法的超聲波傳感器指標(biāo)檢測(cè)裝置，包括屏蔽箱，所述屏蔽箱內(nèi)設(shè)有傳感器測(cè)試位的夾具，所述屏蔽箱內(nèi)周邊均設(shè)有吸音棉，與所述夾具相對(duì)面設(shè)有五個(gè)高頻麥克風(fēng)和發(fā)射傳感器，所述五個(gè)高頻麥克風(fēng)處于同一平面等間距排列，且與被測(cè)傳感器的距離相等，還包括采集模塊，所述采集模塊采集被測(cè)傳感器的超聲波信號(hào)。
[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述采集模塊為NI DSA采集模塊。
[0015]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述高頻麥克風(fēng)采用NI IEPE測(cè)量用高頻麥克風(fēng)。
[0016]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述五個(gè)高頻麥克風(fēng)距離所述被測(cè)傳感器30-40cm。
[0017]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述發(fā)射傳感器距離所述被測(cè)傳感器30-40cm。
[0018]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述發(fā)射傳感器具備接收發(fā)射模式、接收模式及正常工作模式。
本發(fā)明的有益效果是:本測(cè)試方法簡(jiǎn)單易行，可以全面的檢測(cè)超聲波傳感器的性能指標(biāo)，而且運(yùn)用此方法的裝置，相比傳統(tǒng)的測(cè)試治具，本裝置占用空間小，運(yùn)用材料少，降低了測(cè)試成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的方法流程圖；
圖2是本發(fā)明裝置處于水平方向的位置示意圖；
圖3是本發(fā)明裝置處于垂直方向的位置示意圖；
圖4是本發(fā)明裝置處于同一平面的位置示意圖；
圖5是本發(fā)明裝置傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0021]圖中數(shù)字表示:1、上麥克風(fēng)；2、下麥克風(fēng)；3、左麥克風(fēng)；4、右麥克風(fēng)；5、中麥克風(fēng)；
6、發(fā)射傳感器；7、被測(cè)傳感器；8、NI DSA采集模塊；9、屏蔽箱。
[0022]如圖1所示，提供一種超聲波傳感器指標(biāo)檢測(cè)方法，包括以下步驟，
51、使被測(cè)傳感器處于持續(xù)發(fā)波模式；
52、使用5個(gè)高頻麥克風(fēng)采集超聲波信號(hào)；
53、使用采集模塊采集所述步驟S2的超聲波信號(hào)；此采集模塊為NIDSA采集模塊； 54、判斷被測(cè)傳感器的波束角度和聲壓級(jí)是否達(dá)標(biāo)；
55、使用發(fā)射傳感器發(fā)送一定聲壓級(jí)的超聲波信號(hào)，使被測(cè)傳感器處在接收模式；
56、使用采集卡采集被測(cè)傳感器接收所述步驟S4的超聲波信號(hào)；
57、使用工業(yè)電腦判斷回應(yīng)靈敏度是否達(dá)標(biāo)。
[0023]所述步驟S7包含以下分步驟，
571:判斷為是，被測(cè)傳感器達(dá)標(biāo)，被測(cè)傳感器進(jìn)入正常工作模式，檢測(cè)結(jié)束；
572:判斷為否，被測(cè)傳感器不達(dá)標(biāo)，檢測(cè)結(jié)束。
[0024]所述步驟S4判斷為否，檢測(cè)結(jié)束。
[0025]所述步驟S7之后還有步驟S8，判斷被測(cè)傳感器的余震是否達(dá)標(biāo)。
[0026]如圖2、3、4、6所示，一種使用超聲波傳感器指標(biāo)檢測(cè)方法的超聲波傳感器指標(biāo)檢測(cè)裝置，一個(gè)測(cè)試傳感器用的屏蔽箱9，箱內(nèi)周邊用吸音棉覆蓋，以防止測(cè)試時(shí)被其它聲波所干擾；箱內(nèi)有傳感器測(cè)試位的夾具，箱底的水平面分布有5顆高頻麥克風(fēng)和一顆發(fā)射傳感器6，分別用來測(cè)試待測(cè)超聲波傳感器7的發(fā)射聲壓，包絡(luò)范圍及回波靈敏；高頻麥克風(fēng)采用NI IEPE測(cè)量麥克風(fēng)，頻率范圍可達(dá)IOOKHz,通過5個(gè)麥克風(fēng)標(biāo)定的位置來測(cè)試傳感器包絡(luò)范圍(波束角度)，通過NI DSA采集模塊8獲取5個(gè)高頻麥克風(fēng)信號(hào)來分析采集到的超聲波信號(hào)頻率和信號(hào)強(qiáng)度。
[0027]在完成傳感器測(cè)距功能測(cè)試后，再驗(yàn)證傳感器的發(fā)射聲壓及包絡(luò)范圍。傳感器在該模式下可持續(xù)發(fā)出超聲波；在距離測(cè)試傳感器一定的水平距離外(30?40cm)設(shè)置5個(gè)空間分布的高頻麥克風(fēng)，5個(gè)高頻麥克風(fēng)等間距排列，上面的麥克風(fēng)I距離中間4的麥克風(fēng)45cm,中間的麥克風(fēng)4距離左邊3和右邊5的麥克風(fēng)45cm，中間的麥克風(fēng)4距離下面2的麥克風(fēng)45cm，分別通過5個(gè)高頻麥克風(fēng)采集傳感器發(fā)出的超聲波信號(hào)來判斷分析超聲波的發(fā)射聲壓級(jí)、以及通過麥克風(fēng)標(biāo)定的位置來判斷傳感器波束角度(包絡(luò)范圍)是否滿足指標(biāo)要求。
[0028]完成以上測(cè)試后，再進(jìn)行傳感器的接收靈敏度的指標(biāo)測(cè)試。傳感器在該模式下進(jìn)入持續(xù)接收狀態(tài)，在一定的水平距離外(30?40cm)設(shè)置一個(gè)發(fā)射傳感器6。該發(fā)射傳感器6發(fā)出標(biāo)定過一定聲壓級(jí)的超聲波信號(hào)(模擬障礙物發(fā)射的回波信號(hào)強(qiáng)度)，發(fā)射傳感器6發(fā)出的超聲波信號(hào)被待測(cè)接收傳感器接收后，在傳感器內(nèi)進(jìn)行壓電轉(zhuǎn)換和信號(hào)放大，再連接至采集卡進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，分析傳感器是否能收到該靈敏度條件下的回波信號(hào)，并測(cè)試傳感器接收靈敏度是否滿足測(cè)試指標(biāo)要求。
[0029]如圖2、3、4、6所示，所述發(fā)射傳感器具備接收發(fā)射模式、接收模式及正常工作模式，可通過與主機(jī)通信實(shí)現(xiàn)模式轉(zhuǎn)換。
[0030]I)持續(xù)發(fā)射模式，傳感器在該模式下可通過測(cè)試主機(jī)持續(xù)發(fā)出超聲波，不進(jìn)行回波接收；該模式下通過5個(gè)高頻麥克風(fēng)采集傳感器發(fā)出的超聲波信號(hào)來判斷分析超聲波的發(fā)射聲壓級(jí)、以及通過麥克風(fēng)標(biāo)定的位置來判斷傳感器波束角度是否滿足指標(biāo)要求。
[0031]2)接收模式，傳感器在該模式下通過測(cè)試主機(jī)進(jìn)入持續(xù)接收狀態(tài)，不發(fā)出超聲波信號(hào)；該模式下通過標(biāo)定的傳感器一定聲壓級(jí)的超聲波信號(hào)(模擬回波信號(hào)強(qiáng)度)，通過采集卡采集傳感器接收的信號(hào)來分析傳感器是否能收到該靈敏度條件下的回波信號(hào)，測(cè)試傳感器回波靈敏度是否滿足測(cè)試指標(biāo)。
[0032]3)正常工作模式，該模式主要用于傳感器的其它常規(guī)參數(shù)的測(cè)試。[0033]通過以上的測(cè)試，可以較全面的測(cè)量超聲波傳感器的性能指標(biāo)，如發(fā)射聲壓，接收靈敏度，探測(cè)包絡(luò)等參數(shù)；而且測(cè)試的工裝可以做的較小(長(zhǎng)度為30?40cm)，屏蔽箱的尺寸為長(zhǎng)120 cm、寬60 cm、高100cm;傳統(tǒng)方法的測(cè)試治具需要做1.5?2m長(zhǎng)，比較占空間。
[0034]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種超聲波傳感器指標(biāo)檢測(cè)方法，其特征在于:包括以下步驟， A、使被測(cè)傳感器處于持續(xù)發(fā)波模式； B、使用5個(gè)高頻麥克風(fēng)采集超聲波信號(hào)； C、使用采集模塊采集所述步驟B的超聲波信號(hào)； D、判斷被測(cè)傳感器的波束角度和聲壓級(jí)是否達(dá)標(biāo)； E、使用發(fā)射傳感器發(fā)送一定聲壓級(jí)的超聲波信號(hào)，使被測(cè)傳感器處在接收模式； F、使用采集卡采集被測(cè)傳感器接收所述步驟D的超聲波信號(hào)； G、判斷回應(yīng)靈敏度是否達(dá)標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述超聲波傳感器指標(biāo)檢測(cè)方法，其特征在于:所述步驟G包含以下分步驟， Gl:判斷為是，被測(cè)傳感器達(dá)標(biāo)，被測(cè)傳感器進(jìn)入正常工作模式，檢測(cè)結(jié)束； G2:判斷為否，被測(cè)傳感器不達(dá)標(biāo)，檢測(cè)結(jié)束。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述超聲波傳感器指標(biāo)檢測(cè)方法，其特征在于:所述步驟D判斷為否，檢測(cè)結(jié)束。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述超聲波傳感器指標(biāo)檢測(cè)方法，其特征在于:所述步驟G之后還有步驟I，判斷被測(cè)傳感器的余震是否達(dá)標(biāo)。
5.一種使用如權(quán)利要求1的方法的超聲波傳感器指標(biāo)檢測(cè)裝置，包括屏蔽箱，其特征在于:所述屏蔽箱內(nèi)設(shè)有傳感器測(cè)試位的夾具，所述屏蔽箱內(nèi)周邊均設(shè)有吸音棉，與所述夾具相對(duì)面設(shè)有五個(gè)高頻麥克風(fēng)和發(fā)射傳感器，所述五個(gè)高頻麥克風(fēng)處于同一平面等間距排列，還包括采集模塊，所述采集模塊采集被測(cè)傳感器的超聲波信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述超聲波傳感器指標(biāo)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述采集模塊為NIDSA采集模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述超聲波傳感器指標(biāo)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述高頻麥克風(fēng)采用NI IEPE測(cè)量高頻麥克風(fēng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述超聲波傳感器指標(biāo)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述五個(gè)高頻麥克風(fēng)距離所述被測(cè)傳感器30-40cm。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述超聲波傳感器指標(biāo)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述發(fā)射傳感器距離所述被測(cè)傳感器30-40cm。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述超聲波傳感器指標(biāo)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述發(fā)射傳感器具備接收發(fā)射模式、接收模式及正常工作模式。
【文檔編號(hào)】G01D18/00GK103591975SQ201310589677
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】唐江, 周明 申請(qǐng)人:深圳市航盛電子股份有限公司