[发明专利]超声波传感器灵敏度、余震的新控制方法及新型超声波传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种测距传感器技术领域，特别是一种适用于检测承载物与周边障碍物之间的距离，作为测距雷达的超声波传感器灵敏度、余震的新控制方法及新型超声波传感器。

背景技术

目前检测承载物与周边障碍物之间距离的传感器均采用超声波传感器，此类传感器利用超声波技术来实现测距探测。超声波传感器间断性地发射超声波脉冲信号，并接收物体反射回的超声波脉冲信号，以两脉冲信号之间的时间差来测量承载物与障碍物之间的距离，测量计算的距离结果根据警示范围设定值进行比较判断，并作出相应的响应动作，以达到报警警示的目的。

众所周知，灵敏度是指传感器在稳态工作情况下输出量变化Δy对输入量变化Δx的比值。它是输出一输入特性曲线的斜率。如果传感器的输出和输入之间显线性关系，则灵敏度S是一个常数。否则，它将随输入量的变化而变化。灵敏度的量纲是输出、输入量的量纲之比。例如，某位移传感器，在位移变化1mm时，输出电压变化为200mV，则其灵敏度应表示为200mV/mm。当传感器的输出、输入量的量纲相同时，灵敏度可理解为放大倍数。提高灵敏度，可得到较高的测量精度。同时，余震是指传感器在接到一个脉冲信号后从开始工作到最终停止工作的时间，它决定近距测量效果。故而灵敏度、余震是超声波传感器最重要的性能指标。

所谓一致性即行业称为工程能力，是指反映生产工程是否能够生产均一产品的工程的固有能力。目前此行业没有规范的标准，以现在众多厂家的默认规范来看，如图6所示，表示这种能力的数值(工程能力值)用±3σ正态分布的情况下，以平均数为中心，在±1σ的范围内是68％，±2σ范围内是95％，而±3σ的范围内是99.73％。因此，如果说某种产品的质量特征是正态分布的话，那么以平均数为中心，在±3σ范围内包含99.73％的产品。这就意味着±3σ范围内几乎囊括了所有产品。因此，工程能力值确定为±3σ，是考虑到这是一个几乎可以囊括所有产品的区间。

就现有生产设备和技术而言，在超声波传感器生产过程中无法对超声波传感器的测量灵敏度、余震进行准确的定位，达到规定的精度，故而同一生产线生产出来的产品之间也存在着较大的差异，这些差异对产品灵敏度、余震及其精度却是至关重要的。生产出来的超声波传感器一经定型就无法对其测量灵敏度、余震进行更改，故而只有通过示波器或扫频仪对超声波传感器进行检测，以区分不同灵敏度、余震及其精度值的产品。

生产出来产品的测量灵敏度、余震及其精度一致性的合格率较低。特别是为大宗订购进行大批量生产时，往往订购方均要求所订购的超声波传感器测量灵敏度、余震及其精度值要一致，这给生产企业带来了巨大的难题——生产出来不符合客户要求的产品只有报废，其产品适用性差，同时为了满足客户的要求就不得不继续生产产品进行再检测，这样不断反复地生产、检测、再生产的过程不仅严重地降低了生产效率、同时给企业增加了巨额成本。

造成差异的多种原因中最为重要的是：一是受到使用原材料一致性差的影响，导致产品性能的离散性大和大量的副产品；二是目前生产设备及其工艺欠佳的制约。前者虽然能采用一致性好的原材料进行加工制造，也只是尽可能地减小产品之间的差异，但是同时直接导致成本的增加，这无疑也给企业和客户带来巨大的经济负担；而后者改进或创新出一套十分成熟可靠的生产设备或工艺却并不是一朝一夕就可实现的，同样开发经费也是巨大的。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种超声波传感器灵敏度、余震的新控制方法及新型超声波传感器。

为能达到上述发明目的，所采用的技术方案是：一种超声波传感器灵敏度、余震的新控制方法，通过机械方式改变变压电芯片的预应力，即通过调节装置改变与调节装置相连接的压力块端面与压电芯片的距离，以改变压电芯片所受的压力，使压电芯片内部应力改变，将超声波传感器的引出脚接入到示波器或扫频仪上，在示波器或扫频仪的监测下，观察示波器或扫频仪所显示的波形或频率，使被调节的超声波传感器保持在一致的波形或频率范围内，从而精确控制产品的灵敏度、余震。使产品可满足不同客户的需求，提高产品的适用性和合格率。