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一種超聲波傳感器指標檢測方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及測量領(lǐng)域，尤其涉及一種超聲波傳感器指標檢測方法及裝置，包括以下步驟，A、使被測傳感器處于持續(xù)發(fā)波模式；B、使用5個高頻麥克風(fēng)采集超聲波信號；C、使用采集模塊采集所述步驟B的超聲波信號；D、判斷被測傳感器的波束角度和聲壓級是否達標；E、使用發(fā)射傳感器發(fā)送一定聲壓級的超聲波信號，使被測傳感器處在接收模式；F、使用采集卡采集被測傳感器接收所述步驟D的超聲波信號；G、判斷回應(yīng)靈敏度是否達標。本測試方法簡單易行，可以全面的檢測超聲波傳感器的性能指標，而且運用此方法的裝置，相比傳統(tǒng)的測試治具，本裝置占用空間小，運用材料少，降低了測試成本。
【專利說明】一種超聲波傳感器指標檢測方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及測量領(lǐng)域，尤其涉及一種超聲波傳感器指標檢測方法及裝置。
【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)來實現(xiàn)機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速度。探測距離一般在I米?2米，它廣泛地應(yīng)用在倒車聲納、防盜報警、流量計、停車計時、自動門等產(chǎn)品系統(tǒng)中。
[0003]如圖5所示，超聲波傳感器系統(tǒng)的詳細工作流程為:控制器通過驅(qū)動電路驅(qū)動超聲波傳感器(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，當(dāng)這束超聲波脈沖遇到障礙物時就會發(fā)生反射，接收傳感器將會收到反射的機械回波，再通過壓電轉(zhuǎn)換，回波電信號經(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間間隔，計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流程如下:
1、設(shè)置一個屏蔽箱，在屏蔽箱內(nèi)指定的最遠探測距離位置(1.5m?2米m)放一個標準測試桿，一般為0 75mm的PVC管，將待調(diào)試的傳感器模塊放入測試架，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到最佳點；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到要求的值。
[0006]3.標準測試桿通過電機的帶動在有效探測距離內(nèi)移動，觀察障礙物回波寬度的變化，同時蜂鳴器會根據(jù)不同的距離報出不同的聲音警示。
[0007]傳統(tǒng)的超聲波傳感器的測試只能考量傳感器的測距功能是否正常，這種測量模式受PVC管的材質(zhì)、表面光潔度的變化影響結(jié)果的判定；而且對于傳感器的性能指標如發(fā)射聲壓，接收靈敏度，及探測包絡(luò)范圍等沒有定量的檢測及判定；而且測距是基于PVC管的反射來實現(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檢測方法及裝置，運用此方法，能全面測量超聲波傳感器的性能指標，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檢測方法，包括以下步驟，
A、使被測傳感器處于持續(xù)發(fā)波模式；
B、使用5個高頻麥克風(fēng)采集超聲波信號；
C、使用采集模塊采集所述步驟B的超聲波信號；
D、判斷被測傳感器的波束角度和聲壓級是否達標；
E、使用發(fā)射傳感器發(fā)送一定聲壓級的超聲波信號，使被測傳感器處在接收模式； F、使用采集卡采集被測傳感器接收所述步驟D的超聲波信號；
G、判斷回應(yīng)靈敏度是否達標。
[0010]作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟G包含以下分步驟，
Gl:判斷為是，被測傳感器達標，被測傳感器進入正常工作模式，檢測結(jié)束；
G2:判斷為否，被測傳感器不達標，檢測結(jié)束。
[0011]作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟G之后還有步驟I，判斷被測傳感器的余震是否達標。
[0012]作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟D判斷為否，檢測結(jié)束。
[0013]一種使用超聲波傳感器指標檢測方法的超聲波傳感器指標檢測裝置，包括屏蔽箱，所述屏蔽箱內(nèi)設(shè)有傳感器測試位的夾具，所述屏蔽箱內(nèi)周邊均設(shè)有吸音棉，與所述夾具相對面設(shè)有五個高頻麥克風(fēng)和發(fā)射傳感器，所述五個高頻麥克風(fēng)處于同一平面等間距排列，且與被測傳感器的距離相等，還包括采集模塊，所述采集模塊采集被測傳感器的超聲波信號。
[0014]作為本發(fā)明的進一步改進，所述采集模塊為NI DSA采集模塊。
[0015]作為本發(fā)明的進一步改進，所述高頻麥克風(fēng)采用NI IEPE測量用高頻麥克風(fēng)。
[0016]作為本發(fā)明的進一步改進，所述五個高頻麥克風(fēng)距離所述被測傳感器30-40cm。
[0017]作為本發(fā)明的進一步改進，所述發(fā)射傳感器距離所述被測傳感器30-40cm。
[0018]作為本發(fā)明的進一步改進，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:本測試方法簡單易行，可以全面的檢測超聲波傳感器的性能指標，而且運用此方法的裝置，相比傳統(tǒng)的測試治具，本裝置占用空間小，運用材料少，降低了測試成本。
【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。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】及【具體實施方式】對本發(fā)明進一步說明。
[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檢測方法，包括以下步驟，
51、使被測傳感器處于持續(xù)發(fā)波模式；
52、使用5個高頻麥克風(fēng)采集超聲波信號；
53、使用采集模塊采集所述步驟S2的超聲波信號；此采集模塊為NIDSA采集模塊； 54、判斷被測傳感器的波束角度和聲壓級是否達標；
55、使用發(fā)射傳感器發(fā)送一定聲壓級的超聲波信號，使被測傳感器處在接收模式；
56、使用采集卡采集被測傳感器接收所述步驟S4的超聲波信號；
57、使用工業(yè)電腦判斷回應(yīng)靈敏度是否達標。
[0023]所述步驟S7包含以下分步驟，
571:判斷為是，被測傳感器達標，被測傳感器進入正常工作模式，檢測結(jié)束；
572:判斷為否，被測傳感器不達標，檢測結(jié)束。
[0024]所述步驟S4判斷為否，檢測結(jié)束。
[0025]所述步驟S7之后還有步驟S8，判斷被測傳感器的余震是否達標。
[0026]如圖2、3、4、6所示，一種使用超聲波傳感器指標檢測方法的超聲波傳感器指標檢測裝置，一個測試傳感器用的屏蔽箱9，箱內(nèi)周邊用吸音棉覆蓋，以防止測試時被其它聲波所干擾；箱內(nèi)有傳感器測試位的夾具，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，分別用來測試待測超聲波傳感器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測量麥克風(fēng)，頻率范圍可達IOOKHz,通過5個麥克風(fēng)標定的位置來測試傳感器包絡(luò)范圍(波束角度)，通過NI DSA采集模塊8獲取5個高頻麥克風(fēng)信號來分析采集到的超聲波信號頻率和信號強度。
[0027]在完成傳感器測距功能測試后，再驗證傳感器的發(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；在距離測試傳感器一定的水平距離外(30?40cm)設(shè)置5個空間分布的高頻麥克風(fēng)，5個高頻麥克風(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個高頻麥克風(fēng)采集傳感器發(fā)出的超聲波信號來判斷分析超聲波的發(fā)射聲壓級、以及通過麥克風(fēng)標定的位置來判斷傳感器波束角度(包絡(luò)范圍)是否滿足指標要求。
[0028]完成以上測試后，再進行傳感器的接收靈敏度的指標測試。傳感器在該模式下進入持續(xù)接收狀態(tài)，在一定的水平距離外(30?40cm)設(shè)置一個發(fā)射傳感器6。該發(fā)射傳感器6發(fā)出標定過一定聲壓級的超聲波信號(模擬障礙物發(fā)射的回波信號強度)，發(fā)射傳感器6發(fā)出的超聲波信號被待測接收傳感器接收后，在傳感器內(nèi)進行壓電轉(zhuǎn)換和信號放大，再連接至采集卡進行數(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，并測試傳感器接收靈敏度是否滿足測試指標要求。
[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，可通過與主機通信實現(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試主機持續(xù)發(fā)出超聲波，不進行回波接收；該模式下通過5個高頻麥克風(fēng)采集傳感器發(fā)出的超聲波信號來判斷分析超聲波的發(fā)射聲壓級、以及通過麥克風(fēng)標定的位置來判斷傳感器波束角度是否滿足指標要求。
[0031]2)接收模式，傳感器在該模式下通過測試主機進入持續(xù)接收狀態(tài)，不發(fā)出超聲波信號；該模式下通過標定的傳感器一定聲壓級的超聲波信號(模擬回波信號強度)，通過采集卡采集傳感器接收的信號來分析傳感器是否能收到該靈敏度條件下的回波信號，測試傳感器回波靈敏度是否滿足測試指標。
[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)的測試。[0033]通過以上的測試，可以較全面的測量超聲波傳感器的性能指標，如發(fā)射聲壓，接收靈敏度，探測包絡(luò)等參數(shù)；而且測試的工裝可以做的較小(長度為30?40cm)，屏蔽箱的尺寸為長120 cm、寬60 cm、高100cm;傳統(tǒng)方法的測試治具需要做1.5?2m長，比較占空間。
[0034]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(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，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種超聲波傳感器指標檢測方法，其特征在于:包括以下步驟， A、使被測傳感器處于持續(xù)發(fā)波模式； B、使用5個高頻麥克風(fēng)采集超聲波信號； C、使用采集模塊采集所述步驟B的超聲波信號； D、判斷被測傳感器的波束角度和聲壓級是否達標； E、使用發(fā)射傳感器發(fā)送一定聲壓級的超聲波信號，使被測傳感器處在接收模式； F、使用采集卡采集被測傳感器接收所述步驟D的超聲波信號； G、判斷回應(yīng)靈敏度是否達標。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述超聲波傳感器指標檢測方法，其特征在于:所述步驟G包含以下分步驟， Gl:判斷為是，被測傳感器達標，被測傳感器進入正常工作模式，檢測結(jié)束； G2:判斷為否，被測傳感器不達標，檢測結(jié)束。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述超聲波傳感器指標檢測方法，其特征在于:所述步驟D判斷為否，檢測結(jié)束。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述超聲波傳感器指標檢測方法，其特征在于:所述步驟G之后還有步驟I，判斷被測傳感器的余震是否達標。
5.一種使用如權(quán)利要求1的方法的超聲波傳感器指標檢測裝置，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，與所述夾具相對面設(shè)有五個高頻麥克風(fēng)和發(fā)射傳感器，所述五個高頻麥克風(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傳感器的超聲波信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述超聲波傳感器指標檢測裝置，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檢測裝置，其特征在于:所述高頻麥克風(fēng)采用NI IEPE測量高頻麥克風(fēng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述超聲波傳感器指標檢測裝置，其特征在于:所述五個高頻麥克風(fēng)距離所述被測傳感器30-40cm。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述超聲波傳感器指標檢測裝置，其特征在于:所述發(fā)射傳感器距離所述被測傳感器30-40cm。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述超聲波傳感器指標檢測裝置，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】G01D18/00GK103591975SQ201310589677
【公開日】2014年2月19日 申請日期: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 申請人:深圳市航盛電子股份有限公司