一种超声法移动位移量测量装置制造方法及图纸

本申请公开了一种超声法移动位移量测量装置，其包括超声波前端发射电路，其用于产生脉冲激励电压

【技术实现步骤摘要】
一种超声法移动位移量测量装置


[0001]本申请涉及一种超声法移动位移量测量装置，特别是针对工程建筑领域进行超声移动位移量测量的装置
。

技术介绍

[0002]超声位移测量传感器是一种利用超声波技术来测量移动单元系统中工作部件位移距离的传感器
。
它结合了超声波技术和位移测量技术，具有高精度
、
高稳定性和抗干扰能力强的特点
。
[0003]超声位移测量传感器是通过结合超声波技术和位移测量技术来实现对移动单元系统中工作部件的位移量测量的一种先进传感器
。
它在工业自动化
、
航空航天
、
汽车等领域具有广泛的应用前景
。

技术实现思路

[0004]针对上述技术问题，本申请提供了一种超声法移动位移量测量装置，其包括：
[0005]超声波前端发射电路，其用于产生脉冲激励电压
、
激励脉冲宽度和频率可调的超声波，并将超声波发射到被测物体上；
[0006]接收电路，其将被测物体反射回来的超声波信号进行放大和滤波处理，然后通过
A/D
转换电路对信号进行采集，同时将采集的信号写入数据缓冲单元；
[0007]数字信号处理单元，其接收数据缓冲单元的数据；
[0008]主处理器，其用于调节上述超声波前端发射电路中激励电压和频率，以及实现信号的实时显示
、
储存以及和与外界的通信功能
。
[0009]优选地，还包括探头，探头受上述超声波前端发射电路的激励而产生超声波
。
[0010]优选地，上述超声波前端发射电路的激励脉冲宽度和频率之间的关系如下：
[0011][0012]其中，
f0为探头频率，
2a
为脉冲宽度，
n
为自然数
。
[0013]优选地，该超声波发射电路的连接关系如下：
1.
可调高压电源：为整个电路提供电压能量，连接到绝缘栅型双极晶体管的源极
。2.
第一电阻和第二电阻：分别连接在绝缘栅型双极晶体管的栅极和漏极上，构成一个电阻分压器，用于限制栅极电压，保证晶体管工作在安全范围内
。3.
能量存储电容：连接在绝缘栅型双极晶体管的源极和地之间，用于储存电能，并在需要时释放给晶体管
。4.
绝缘栅型双极晶体管：是电路的核心元件，负责放大电压脉冲，并将电能转换为超声波能量
。
它的基极通过第一快速恢复型二极管与地相连，以保证在开关状态下，基极电荷能够迅速放电
。5.
第一快速恢复型二极管：连接在绝缘栅型双极晶体管的基极和地之间，用于保护晶体管，防止反向电压损坏
。6.
第二快速恢复型二极管：连接在能量存储电容和地之间，用于保护电容，防止反向电压损坏
。7.
探头：将超声波能量转换为机械振动，并传递给被测物体，用于测量位移
。
它连接在绝缘栅型双极晶体管的漏极
。
这个电路的工作原理是：可调高压电源提供电压脉冲，经过第一和第二电阻分压后，驱动绝缘栅型双极晶体管开关
。
晶体管的开关速度由电阻分压器的电阻值控制
。
当晶体管导通时，能量存储电容释放电能，通过晶体管放大后，传递给探头，产生超声波
。
当晶体管截止时，第一快速恢复型二极管和第二快速恢复型二极管起保护作用，防止反向电压损坏晶体管和电容
。
[0014]优选地，当激励脉冲为负脉冲时，绝缘栅型双极晶体管关断，高压电源通过第一电阻
、
第二快速恢复型二极管对上述能量存储电容充电；当激励脉冲为正脉冲时，绝缘栅型双极晶体管开通，上述能量存储电容通过绝缘栅型双极晶体管
、
第二电阻和第一快速恢复型二极管对探头放电
。
[0015]优选地，所述超声波前端发射电路的发射功率为：
[0016][0017]式中，
U
A0
为电容放电时的瞬间电压，
C
为电容容量，
t
为放电时间，
P
为有效功率
。
[0018]优选地，所述数字信号处理单元用于运行如下算法：
[0019][0020]式中，
X
为测量出移动单元系统中工作部件位移距离值；
[0021]V
为测量时的超声声速；
[0022]t0为当前温度下测量时时间；
[0023]优选地，还包括放大电路，上述主处理器还用于调节放大电路的放大倍数
。
如图1所示，在超声波测量系统中，主处理器不仅控制整个系统的工作，还包括对放大电路的调节
。
放大电路的作用是将超声波发射电路产生的信号进行放大，以便于被超声波传感器接收并转换为可用的信号
。
其连接关系说明如下：
1.
超声波发射电路：产生超声波信号，这个信号相对较弱
。2.
放大电路：对接收的超声波信号进行放大，增强信号的强度
。3.
超声波传感器：接收放大后的超声波信号，并将其转换为电信号
。4.
主处理器：控制超声波发射电路和放大电路的工作，并根据接收到的电信号进行相应的数据处理和分析
。
主处理器通过控制放大电路的放大倍数，可以调整信号的强度，以适应不同的测量环境和被测物体
。
同时，主处理器还可以根据接收到的信号，对超声波发射电路的工作状态进行调节，以保证系统的稳定工作和测量精度
。
以上就是超声波测量系统中主处理器
、
放大电路和超声波发射电路之间的连接关系
。
[0024]上述测量装置结合了超声波技术和位移测量技术，具有高精度
、
高稳定性和抗干扰能力强的特点
。
附图说明
[0025]图1为本申请的超声传感器系统示意图；
[0026]图2为本申请的激励脉冲电路示意图；
[0027]图3为本申请的高压电源电路示意图；
[0028]图4为本申请的传感器外观模型示意图；
[0029]图5本申请的液压杆伸长量检测装置的工作原理示意图
。
具体实施方式
[0030]下面将参照附图更详细地描述本申请公开的示例性实施方式
。
虽然附图中显示了本申请的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本申请，而不应被这里阐述的具体实施方式所限制
。
相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本申请，并且能够将本申请公开的范围完整的传达给本领域的技术人员
。
[0031]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本申请更为彻底的理解
。
然而，对于本领域技术人本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种超声法移动位移量测量装置，其包括：超声波前端发射电路，其用于产生脉冲激励电压
、
激励脉冲宽度和频率可调的超声波，并将超声波发射到被测物体上；接收电路，其将被测物体反射回来的超声波信号进行放大和滤波处理，然后通过
A/D
转换电路对信号进行采集，同时将采集的信号写入数据缓冲单元；数字信号处理单元，其接收数据缓冲单元的数据；主处理器，其用于调节上述超声波前端发射电路中激励电压和频率，以及实现信号的实时显示
、
储存以及和与外界的通信功能
。2.
如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，还包括探头，探头受上述超声波前端发射电路的激励而产生超声波
。3.
如权利要求2所述的测量装置，其特征在于，上述超声波前端发射电路的激励脉冲宽度和频率之间的关系如下：其中，
f0为探头频率，
2a
为脉冲宽度，
n
为自然数
。4.
如权利要求1至3任一项所述的测量装置，其特征在于，上述超声波发射电路由可调高压电源
、
第一电阻和第二电阻
、
能量存储电容
、
绝缘栅型双极晶体管
、
第一快速恢复型二极管
、
第二快速恢复型二极管和探头组成，并由绝缘栅型双极晶体管的栅极...

【专利技术属性】
技术研发人员：香勇，
申请(专利权)人：硕德北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：