1、 本 科 毕 业 设 计 (论 文 ) 外文翻译（附外文原文） 学学 院：院： 课 题 名 称 ：课 题 名 称 ： 超声波测距系统 专业专业( (方向方向) )： 自动化（控制） 班班 级：级： 学学 生：生： 指 导 教 师指 导 教 师 ： 日日 期期 ： 2013 年 4 月 26 日 研究文章：研究文章： 超声波测距仪超声波测距仪 文件类型和数目：美国专利 5442592 摘要：提出了一种超声波测距仪来抵消的温度和湿度引起的变化，包括测量单元 和参考标准。每一个单元产生重复的一系列脉冲，每一次重复直接关系到发射机 和接收机之间的距离。脉冲串提供给各自的计数器，然后利用计数器所测得的数
2、 据进行距离的测量。 出版日期： 1995 年 8 月 15 日 主审查员：罗保.伊恩 j. 一、背景发明 本发明涉及到仪器的测量距离， 更特别是， 这种仪器传送超声波于两点之间。 精密机器设备必须校准。在过去，这已经可以利用卡钳，微米等工具来校准机械 设备。不过，使用这些工具都不能实现自动化。据了解，该两点之间距离可以通 过测量波在两点之间的传播时间来确定。这样一个类型的波可以是是一种超声 波，或声，或波。当超声波传播于两点之间的时候，两个点之间的距离可以通过 由超声波波速乘以超声波传播的时间，在合适的分离的两点。因此，这是一个发 明提供仪器利用超声波准确测量两点之间距离的方法。 当距离适当
3、的两个点之间的介质是空气的时候， 声速只取决于温度和空气相 对湿度。因此，这个发明的进一步目标是，目前的发明提供仪器的方法如所描述 的一样是独立于温度和湿度的变化的。 二、综述发明 前述的和额外的目标已经实现了根据这些原则的这项发明提供距离测量仪 器，其中包括一个参考的单元和测量单元。参考和测量单元是相同的，每个单元 都包括了一个电声波的发射机和接收机。 参考单元的发射器和接收器之间的间隔 是一个固定的参考距离， 然而测量单元的发射机和接收机的间距才是我们所要测 量的部分。在每一个单元中，发射机和接收机都连接了一个反馈环路，以使发射 机产生能由接收器接收的声波生脉冲， 然后由接收机转换成一个电
4、脉冲反馈到发 射机，使产生一系列重复脉冲的结果。脉冲重复率是成反比关系发射器和接收器 之间的距离。在每一个单元，脉冲被用来提供给一个计数器。由于参考的距离是 已经知道的了，所以计数器所输出的数据被利用来确定所期望测得的距离。由于 温度和湿度的变化，这两方面都会造成相同的影响，利用计数器所提供的数据， 这样的测量对于温度和湿度引起的变化一样是没有办法避免的。 三、简要图纸说明 通过读接了下来的说明前面的叙述将变得更加明显， 这个关于电路原理图的 描述在与这项发明的相关规律保持了相当的一致性。 四、详细说明 根据现在的绘图，可以得出以下结论，测量单元 10 和参考单元 12 都联结起 来组成了可以
5、利用的单元 14 。测量单元 10 包括了一个电信号发射机 16 和一个 电信号接收机 18 。发射器 16 包括了夹着一对电极 22 和 24 的压电材料 20。同 样，接收机 18 包括了夹着一对电极 28 和 30 的压电材料 26。众所周知，通过利 用电极 22 和 24 之间产生的电场，压电材料 20 将产生压力 。如果该电场产生变 化的话，例如通过利用一个电脉冲，就会产生一个声波 32。因此，进一步得知， 当声波对接收器 18 起作用的时候 ，这时会引起接收器上的压变材料 26 产生机 械变形，同时产生一个电信号通过 28 和 30 这一对电极 。虽然已经对压电传感 器作出了说明，
6、但是其他的电声装置也可利用，例如，有关静电的，驻极体或电 磁类型的。 如图所示，接收机的电极 28 和 30 将与放大器 34 的输入端相连接，同时， 放大器的其输出端与探测器 36 相连接。 探测器 36 被用于提供一个信号给脉冲发 生器 38，当放大器 34 的输出已经超过预定的等级。脉冲发生器 38 然后产生一 个触发脉冲，这是提供给脉冲发生器 40 。在为了提高灵敏度，该系统的传感器 16 和 18 岁通常情况下都是保持运作的。根据相应的需要，本发明提供了一个连 续波振荡器 42，他能持续的产生一个固定频率的连续振荡信号，最好是同传感 器 16 和 18 能接收到的固定频率一致 。这个振荡信号被用来提供给调制器 44 。 为了使发射机 16 有效的工作 ，最好的做法是提供几个周期的共振频率信号，而 不是一个单脉冲或单周期。因此，在这里使用了脉冲发生器 40，用于回应每一 个触发脉冲，提供一个控制脉冲给调制器 44，让调制器 44 有一个与来自于振
