基于压电的传感器及用于压电换能器的控制器制造技术

技术编号:20618123 阅读:26 留言:0更新日期:2019-03-20 12:44
本发明专利技术涉及基于压电的传感器及用于压电换能器的控制器。本发明专利技术的一个方面的目的是便于检测和识别各种潜在的故障状态。根据本申请的一个方面,提供了基于压电的传感器,其特征在于包括:压电换能器,所述压电换能器在被驱动之后提供残余混响;和控制器,所述控制器在所述残余混响期间为所述压电换能器提供低阻抗路径,并且测量通过所述低阻抗路径的电流以确定所述压电换能器的谐振频率。本发明专利技术的一个方面的技术效果在于所提供的基于压电的传感器或控制器能够便于检测和识别各种潜在的故障状态。

【技术实现步骤摘要】
基于压电的传感器及用于压电换能器的控制器
本申请整体涉及压电换能器,并且更具体地讲涉及测量压电换能器的谐振参数的传感器和控制器。
技术介绍
现代汽车装配有大量种类繁多的传感器。例如,汽车现在通常配备有超声波传感器的阵列,以监测汽车与任何附近人员、宠物、车辆或障碍物之间的距离。由于环境“噪声”和安全问题,可要求传感器中的每个在汽车运动时每秒提供数十次测量。对于此类传感器阵列来说,重要的是可靠地执行或在其执行可疑时提醒操作者。随着传感器数量的增加,传感器故障的发生率和正确诊断此类故障的重要性也随之增加,使得可以提醒操作者,并且如果需要,可以采取适当的动作来纠正或调节故障。示例性动作可包括:修理损坏或断开连接的换能器,清洗汽车以从传感器表面去除泥土或污垢,在换能器受到雪或雨的损害时小心谨慎,以及在传感器以其他方式正确操作时直接忽略瞬态噪声事件。由于现有传感器无法正确诊断此类故障,所以它们不能适当地提醒操作者采取适当的动作,从而迫使系统在需要对维修车间进行可能不必要的访问或使操作者不知道损害传感器操作的可校正条件之间做出选择。
技术实现思路
本专利技术的一个方面的目的是便于检测和识别各种潜在的故障状态。根据本专利技术的一个方面,提供了一种基于压电的传感器,其特征在于包括:压电换能器,所述压电换能器在被驱动之后提供残余混响;和控制器,所述控制器在所述残余混响期间为所述压电换能器提供低阻抗路径,并且测量通过所述低阻抗路径的电流以确定所述压电换能器的谐振频率。根据本专利技术的一个方面,提供了一种基于压电的传感器,其特征在于包括:压电换能器,所述压电换能器在被驱动之后提供残余混响;和控制器,所述控制器在所述残余混响期间为所述压电换能器提供低阻抗路径,并且测量通过所述低阻抗路径的电流以确定所述压电换能器的品质因数Q。在一个实施例中,所述控制器以一系列不同的频率驱动所述压电换能器,并且测量作为频率的函数的所述低阻抗路径电流。根据本专利技术的一个方面,提供了一种基于压电的传感器,其特征在于包括:压电换能器;和控制器,所述控制器驱动所述压电换能器以生成声能脉冲串,并且基于所述压电换能器对所述驱动的响应,导出品质因数。在一个实施例中,所述控制器通过测量所述响应的频率相依性来在所述响应的驱动阶段期间测量所述品质因数。根据本专利技术的一个方面,提供了一种基于压电的传感器,其特征在于包括:压电换能器;和控制器,所述控制器驱动所述压电换能器来生成声能脉冲串,并且比较驱动电流和电压的相位以确定所述压电换能器的谐振频率。在一个实施例中,所述控制器用频率啁啾波形驱动所述压电换能器。根据本专利技术的一个方面,提供了一种用于压电换能器的控制器,所述控制器的特征在于包括:发射器,所述发射器用以用载波信号脉冲驱动压电换能器,并且在所述载波信号脉冲之后的残余混响周期期间提供低阻抗路径;接收器,所述接收器用以感测所述压电换能器在所述残余混响期间的响应;和核心逻辑电路,所述核心逻辑电路耦接到所述发射器并且耦接到所述接收器,所述核心逻辑可操作以基于所述响应测量所述压电换能器的谐振频率。在一个实施例中,所述核心逻辑从所述响应中导出品质因数Q。在一个实施例中,所述发射器以一系列不同的频率驱动所述压电换能器,并且所述接收器测量作为频率的函数的所述低阻抗路径电流。根据本专利技术的一个方面,提供了一种用于压电换能器的控制器,所述控制器的特征在于包括:发射器,所述发射器用以向压电换能器提供驱动信号;接收器,所述接收器用以相对于所述驱动信号的相位感测所述压电换能器响应的相位;和核心逻辑,所述核心逻辑耦接到所述发射器并耦接到所述接收器,并且可操作以基于所述响应的所述相对相位来确定所述压电换能器的谐振频率。在一个实施例中,所述驱动信号是频率啁啾波形。在一个实施例中,所述驱动信号包括具有不同载波频率的一系列脉冲串。因此,本文公开了具有新颖参数测量的各种传感器、传感器控制器和传感器控制方法,该新颖参数测量可便于检测和识别各种潜在的故障状态。根据本申请的一个方面,提供了基于压电的传感器,其特征在于包括:压电换能器,该压电换能器在被驱动之后提供残余混响;以及控制器,该控制器在残余混响期间为压电换能器提供低阻抗路径,并且测量通过低阻抗路径的电流以确定压电换能器的谐振频率。根据另一个方面,提供了基于压电的传感器,其特征在于包括:压电换能器,该压电换能器在被驱动之后提供残余混响;以及控制器,该控制器在残余混响期间为压电换能器提供低阻抗路径,并且测量通过低阻抗路径的电流以确定压电换能器的品质因数Q。在一个实施方案中,基于压电的传感器的特征在于,控制器以一系列不同的频率驱动压电换能器,并且测量作为频率的函数的低阻抗路径电流。根据另一个方面,提供了基于压电的传感器,其特征在于包括:压电换能器;以及控制器,该控制器驱动压电换能器以生成声能脉冲串,并且基于压电换能器对所述驱动的响应,导出品质因数。在一个实施方案中,基于压电的传感器的特征在于,控制器通过测量响应的频率相依性来在响应的驱动阶段期间测量品质因数。根据另一个方面,提供了基于压电的传感器,其特征在于包括:压电换能器;以及控制器,该控制器驱动压电换能器来生成声能脉冲串,并且比较驱动电流和电压的相位以确定压电换能器的谐振频率。在一个实施方案中,基于压电的传感器的特征在于,控制器用频率啁啾波形驱动压电换能器。根据另一个方面,提供了用于压电换能器的控制器,该控制器的特征在于包括:发射器,该发射器用以用载波信号脉冲驱动压电换能器,并且在载波信号脉冲之后的残余混响周期期间提供低阻抗路径;用以感测压电换能器在所述残余混响期间的响应的接收器;以及耦接到发射器并且耦接到接收器的核心逻辑电路,该核心逻辑可操作以基于该响应测量压电换能器的谐振频率。在一个实施方案中,控制器的特征在于,核心逻辑从响应中导出品质因数Q。在一个实施方案中,控制器的特征在于,发射器以一系列不同的频率驱动压电换能器,并且接收器测量作为频率的函数的低阻抗路径电流。根据另一个方面,提供了用于压电换能器的控制器,该控制器的特征在于包括:用以向压电换能器提供驱动信号的发射器;用以相对于驱动信号的相位感测压电换能器响应的相位的接收器;以及核心逻辑,该核心逻辑耦接到发射器并且耦接到接收器,并且可操作以基于响应的相对相位来确定压电换能器的谐振频率。在一个实施方案中,控制器的特征在于,驱动信号是频率啁啾波形。在一个实施方案中,控制器的特征在于,驱动信号包括具有不同载波频率的一系列脉冲串。本专利技术的一个方面的技术效果在于所提供的基于压电的传感器或控制器能够便于检测和识别各种潜在的故障状态。附图说明在附图中:图1为装配有停车辅助传感器的示例性车辆的俯视图。图2为示例性停车辅助系统的框图。图3为示例性停车辅助传感器的电路示意图。图4为具有增加的发射器细节的等效电路示意图。图5为关于控制器输入和输出信号的曲线图。图6为关于供电电流和电压相位的曲线图。图7A-图7E为不同换能器状态的响应相位和幅度的频谱。图8A-图8D为作为时间的函数的响应频率和幅度的曲线图。图9为示例性感测方法的流程图。应当理解,附图和对应的详细描述并不限制本公开,而是相反,为理解落在所附权利要求范围内的所有修改形式、等同形式和替代形式提供基础。具体实施方式本申请要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于压电的传感器,其特征在于包括:压电换能器,所述压电换能器在被驱动之后提供残余混响;和控制器,所述控制器在所述残余混响期间为所述压电换能器提供低阻抗路径,并且测量通过所述低阻抗路径的电流以确定所述压电换能器的谐振频率。

【技术特征摘要】
2017.09.12 US 62/557,593;2018.02.05 US 15/888,5961.一种基于压电的传感器,其特征在于包括:压电换能器,所述压电换能器在被驱动之后提供残余混响;和控制器,所述控制器在所述残余混响期间为所述压电换能器提供低阻抗路径,并且测量通过所述低阻抗路径的电流以确定所述压电换能器的谐振频率。2.一种基于压电的传感器,其特征在于包括:压电换能器,所述压电换能器在被驱动之后提供残余混响;和控制器,所述控制器在所述残余混响期间为所述压电换能器提供低阻抗路径,并且测量通过所述低阻抗路径的电流以确定所述压电换能器的品质因数Q。3.根据权利要求2所述的基于压电的传感器,其特征在于,所述控制器以一系列不同的频率驱动所述压电换能器,并且测量作为频率的函数的所述低阻抗路径电流。4.一种基于压电的传感器,其特征在于包括:压电换能器;和控制器,所述控制器驱动所述压电换能器以生成声能脉冲串,并且基于所述压电换能器对所述驱动的响应,导出品质因数。5.根据权利要求4所述的基于压电的传感器,其特征在于,所述控制器通过测量所述响应的频率相依性来在所述响应的驱动阶段期间测量所述品质因数。6.一种基于压电的传感器,其特征在于包括:压电换能器;和控制器,所述控制器驱动所述压电换能器来生成声能脉冲串,并且比较驱动电流和电压...

【专利技术属性】
技术研发人员:J·库泰杰T·萨奇M·赫斯塔瓦P·赫斯基Z·阿克斯曼
申请(专利权)人:半导体元件工业有限责任公司
类型:发明
国别省市:美国,US

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1