[实用新型]超声波传感器相位差测量仪

说明书

技术领域

本实用新型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。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型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。

本实用新型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。

本实用新型的有益效果是：本实用新型可直观，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，本实用新型通过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。

附图说明

图1为本实用新型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

具体实施方式

下面将结合附图，详细说明本实用新型的具体实施方式：

图1为本实用新型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。本实用新型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＝Φ₀+ΔΦ_d1

其中：Φ₀-信号发生器的初始相位，ΔΦ_d1-电路1的相位差。

被测元件相位：Φ_x＝Φ₀+ΔΦ_UT+ΔΦ_k+ΔΦ_S+ΔΦ_d2

其中：ΔΦ_UT-超声波传感器的相位差，ΔΦ_k-空气介传输延迟相位差。

ΔΦ_S-拾音头相位差，ΔΦ_d2-电路2相位差。