專利名稱：具有計算功能的超聲波測距儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種超聲波測距裝置，尤其涉及一種適用于房屋或環境裝修計算材料的具有計算功能的超聲波測距儀。
本實用新型的目的是這樣實現的一種具有計算功能的超聲波測距儀，包括機殼；其特點是所述的機殼內上部設置有超聲波收發器、設在機殼面板中部的顯示器、設在機殼面板下部的鍵盤；以及設在機殼內的超聲波發射電路、程控放大器、可變閾值觸發器、單片機控制計算電路、溫度檢測電路；所述的單片機控制計算電路的多個輸入端分別連接可變閾值觸發器、鍵盤、溫度檢測電路；單片機控制計算電路的多個輸出端分別連接超聲波發射電路、程控放大器、顯示器；
所述的超聲波收發器的接線端分別連接超聲波發射電路、程控放大器；所述的程控放大器的輸出端與可變值觸發器的輸入端相連接。
在上述的具有計算功能的超聲波測距儀中，其中，所述的程控放大器6包括運算放大器、運算放大器，三模擬開關，電阻R1至R12，電容C1至C8；運算放大器的負向輸入端與3V參考電平之間串聯連接電阻R6、電容C4，運算放大器的負向輸入端與運算放大器的輸出端之間并接電阻R5、電容C3；運算放大器61的輸出端串接電容C5、電阻R7再與運算放大器62的負向輸入端連接；運算放大器62的正向輸入端接電容C8、電阻R12；運算放大器62的輸出端與地之間接電阻R11；模擬開關63、模擬開關64輸入端與運算放大器61的負向輸入端之間分別串接電阻R1、R2，模擬開關63和模擬開關64的輸出端與運算放大器61的輸出端之間分別串接電阻R3、R4；模擬開關65的輸入端與運算放大器62的負向輸入端之間串接電阻R8；模擬開關65的輸出端與運算放大器62的輸出端之間串接電阻R9；電容C1、C2、C6分別并接在模擬開關63、64、65的輸入與輸出端之間；電阻R10、電容C7并接在運算放大器62的負向輸入端與輸出端之間。
在上述的具有計算功能的超聲波測距儀中，其中，所述的可變閥值觸發器包括觸發器、三極管Q1、電阻R13至R17、電容C9、C10、C11；程控放大器6輸出觸發器信號的端接觸發器71的端口6，觸發器71的端口2與電阻R13、電容C9串聯的共接點連接，電阻R13與電容C9的兩端分別與電源Vcc和地連接；觸發器71的端口5與電容C10和電阻R14串聯的共接點連接，電容C10、電阻R14的兩端分別接電源Vcc與3V參考電平連接；觸發器71的端口3與三極管Q1之間串接電阻R15，三極管Q1集電極接負載電阻R16、輸出偶合電容C11；電阻R17的兩端分別接電容C11的一端和地；電阻R16另一端分別接電源Vcc；電容C11的另一端輸出接單片機。
在上述的具有計算功能的超聲波測距儀中，其中，所述的鍵盤包括設在首行的測量鍵、背光鍵、以及設在下部5×5的按鍵矩陣。
在上述的具有計算功能的超聲波測距儀中，其中，所述的鍵盤的按鍵中設有上、下檔功能轉換鍵；若干個下檔功能鍵、若干個上檔功能鍵。
在上述的具有計算功能的超聲波測距儀中，其中，所述的鍵盤的上檔功能鍵設有[Clear]，存儲清除鍵。
，關機鍵。
，沙子鍵。
，瓷磚鍵。
，磚塊鍵。
，木塊鍵。
，4×8夾板鍵。
，涂料鍵。
，墻紙鍵。
，木材體積鍵。
，柱子鍵。
，屋梁鍵。
在上述的具有計算功能的超聲波測距儀中，其中，所述的鍵盤的下檔功能鍵設有[On/C]，開機/清零鍵。
、[-]、[×]、[÷]、[＝]，算術四則運算鍵。
-[9]、[·]，數字鍵。
、[Inch]、[Met]，長度英、公制轉換鍵。
、[M1]、[M2]、[M3]，存儲功能鍵。
，背光鍵。
本實用新型具有計算功能的超聲波測距儀由于采用了上述技術方案，使之與現有技術相比，具有明顯的優點和效果1、本實用新型由于設有多功能鍵盤及相應連接的控制電路，該超聲波測距儀不僅具有計算功能，可根據測距結果和超聲波測距儀內存單位材料用量數據庫的數據，計算材料用量；并可以作為一般計算器使用。
2、由于超聲波的傳播，其強度隨距離按指數衰減，本實用新型設有了程控放大器，程控放大器的增益由微機控制按對數增加，從而減小了其輸出隨檢測距離的影響，提高了測量范圍。
3、本實用新型由于設有可變閥值觸發器，該可變閥值觸發器的閾值在超聲波脈沖發射后，隨時間按指數降低；檢測距離越近時，閾值越高；從而有效防止在檢測遠距離目標時，近距離雜物反射引起的誤測，從而提高測距儀的窄通道特性。
請參見圖3，程控放大器6包括運算放大器61、運算放大器62，模擬開關63、模擬開關64、模擬開關65，電阻R1至R12，電容C1至C8；運算放大器61的負向輸入端與3V參考電平之間串聯連接R6、C4，運算放大器61的負向輸入端與運算放大器61的輸出端之間并接R5、C3；運算放大器61的輸出端串接C5、R7再與運算放大器62的負向輸入端連接；運算放大器62的正向輸入端接C8、R12；運算放大器62的輸出端與地之間接R11；模擬開關63、模擬開關64輸入端與運算放大器61的負向輸入端之間分別串接電阻R1、R2，模擬開關63和模擬開關64的輸出端與運算放大器61的輸出端之間分別串接電阻R3、R4；模擬開關65的輸入端與運算放大器62的負向輸入端之間串接電阻R8；模擬開關65的輸出端與運算放大器62的輸出端之間串接電阻R9；電容C1、C2、C6分別并接在模擬開關63、64、65的輸入與輸出端之間；電阻R10、電容C7并接在運算放大器62的負向輸入端與輸出端之間。
請參見圖4，可變閥值觸發器7包括觸發器71、三極管Q1、電阻R13至R17、電容C9、C10、C11；程控放大器6輸出觸發器信號的端接觸發器71的端口6，觸發器71的端口2與電阻R13、電容C9串聯的共接點連接，電阻R13與電容C9的兩端分別與電源Vcc和地連接；觸發器71的端口5與電容C10和電阻R14串聯的共接點連接，電容C10、電阻R14的兩端分別接電源Vcc與3V參考電平連接；觸發器71的端口3與三極管Q1之間串接電阻R15，三極管Q1集電極接負載電阻R16、輸出偶合電容C11；電阻R17的兩端分別接電容C11的一端和地；電阻R16另一端分別接電源Vcc；電容C11的另一端輸出接單片機。
請參見圖5，本實用新型具有計算功能超聲波測距儀的鍵盤，其功能為存儲和清除數據；計算面積、容積和材料數量；實現英制和公制的轉換；進行數學四則運算。
鍵盤4包括設在首行的測量鍵41、背光鍵42、以及設在下部5×5的按鍵矩陣43。
鍵盤4的按鍵中設有上、下檔功能轉換鍵431；若干個下檔功能鍵、若干個上檔功能鍵。
鍵盤4的上檔功能鍵設有所述的鍵盤4的上檔功能鍵設有[Clear]，存儲清除鍵。
，關機鍵。
，沙子鍵。
，瓷磚鍵。
，磚塊鍵。
，木塊鍵。
，4×8夾板鍵。
，涂料鍵。
，墻紙鍵。
，木材體積鍵。
，柱子鍵。
，屋梁鍵。
鍵盤的下檔功能鍵設有[On/C]，開機/清零鍵。
、[-]、[×]、[÷]、[＝]，算術四則運算鍵。
-[9]、[·]，數字鍵。
、[Inch]、[Met]，長度英、公制轉換鍵。
、[M1]、[M2]、[M3]，存儲功能鍵。
，背光鍵。
當使用具有計算功能的超聲波測距儀，超聲波發射電路5接受微機控制計算電路8產生的超聲波脈沖，進行功率放大后，由超聲波收發器2定時向目標物發射，同時啟動計時器。超聲波收發器2收到目標(或周圍雜物)反射的回波后，信號進入程控放大器6，將回波信號進行放大，程控放大器的增益由微機根據回波信號的時間來控制，回波越遠增益越高；然后進入可變閾值觸發器7和微機控制計算電路8，終止計時并將數據存入內部存儲器。下次發射重復同樣過程，其數值和上一次比較，判斷是否真是目標物的回波，如果相鄰兩次時間數值相同，判斷是目標回波，則終止超聲波脈沖的產生，讀入計時數據和溫度檢測器9的數據，由微機8完成距離的計算，并在顯示器3上顯示。通過鍵盤操作，將長、寬、高三次測距數據進行存儲和運算，即可得到長度、面積、容積和材料數量等參數。
綜上所述，本實用新型設計新穎，由于設有多功能鍵盤及相應連接的控制電路，不僅可根據測距結果和超聲波測距儀內存單位材料用量數據庫的數據，計算材料用量；還可以作為一般計算器使用，且抗干擾強、測量精度高、使用方便。
權利要求1.一種具有計算功能的超聲波測距儀，包括機殼1；其特征在于所述的機殼1內上部設置有超聲波收發器2、設在機殼面板中部的顯示器3、設在機殼面板下部的鍵盤4；以及設在機殼內的超聲波發射電路5、程控放大器6、可變閾值觸發器7、單片機控制計算電路8、溫度檢測電路9；所述的單片機控制計算電路8的多個輸入端分別連接可變閾值觸發器7、鍵盤4、溫度檢測電路9；單片機控制計算電路的多個輸出端分別連接超聲波發射電路5、程控放大器6、顯示器3；所述的超聲波收發器2的接線端分別連接超聲波發射電路5、程控放大器6；所述的程控放大器6的輸出端與可變值觸發器7的輸入端相連接。
2.根據權利要求1所述的具有計算功能的超聲波測距儀，其特征在于所述的程控放大器6包括運算放大器61、運算放大器62，模擬開關63、模擬開關64、模擬開關65，電阻R1至R12，電容C1至C8；運算放大器61的負向輸入端與3V參考電平之間串聯連接電阻R6、電容C4，運算放大器61的負向輸入端與運算放大器61的輸出端之間并接電阻R5、電容C3；運算放大器61的輸出端串接電容C5、電阻R7再與運算放大器62的負向輸入端連接；運算放大器62的正向輸入端接電容C8、電阻R12；運算放大器62的輸出端與地之間接電阻R11；模擬開關63、模擬開關64輸入端與運算放大器61的負向輸入端之間分別串接電阻R1、R2，模擬開關63和模擬開關64的輸出端與運算放大器61的輸出端之間分別串接電阻R3、R4；模擬開關65的輸入端與運算放大器62的負向輸入端之間串接電阻R8；模擬開關65的輸出端與運算放大器62的輸出端之間串接電阻R9；電容C1、C2、C6分別并接在模擬開關63、64、65的輸入與輸出端之間；電阻R10、電容C7并接在運算放大器62的負向輸入端與輸出端之間。
3.根據權利要求1所述的具有計算功能的超聲波測距儀，其特征在于所述的可變閥值觸發器7包括觸發器71、三極管Q1、電阻R13至R17、電容C9、C10、C11；程控放大器6輸出觸發器信號的端接觸發器71的端口6，觸發器71的端口2與電阻R13、電容C9串聯的共接點連接，電阻R13與電容C9的兩端分別與電源Vcc和地連接；觸發器71的端口5與電容C10和電阻R14串聯的共接點連接，電容C10、電阻R14的兩端分別接電源Vcc與3V參考電平連接；觸發器71的端口3與三極管Q1之間串接電阻R15，三極管Q1集電極接負載電阻R16、輸出偶合電容C11；電阻R17的兩端分別接電容C11的一端和地；電阻R16另一端分別接電源Vcc；電容C11的另一端輸出接單片機。
4.根據權利要求1所述的具有計算功能的超聲波測距儀，其特征在于所述的鍵盤4包括設在首行的測量鍵41、背光鍵42、以及設在下部5×5的按鍵矩陣43。
5.根據權利要求1所述的具有計算功能的超聲波測距儀，其特征在于所述的鍵盤4的按鍵中設有上、下檔功能轉換鍵431；若干個下檔功能鍵、若干個上檔功能鍵。
6.根據權利要求1所述的具有計算功能的超聲波測距儀，其特征在于所述的鍵盤4的上檔功能鍵設有[Clear]，存儲清除鍵。[Off]，關機鍵。[Gravel]，沙子鍵。[Tile]，瓷磚鍵。[Brick]，磚塊鍵。[Block]，木塊鍵。[4×8Sheet]，4×8夾板鍵。[Paint]，涂料鍵。[Wallpaper]，墻紙鍵。[Bd Feet]，木材體積鍵。[Studs]，柱子鍵。[Roof Bundie]，屋梁鍵。
7.根據權利要求1所述的具有計算功能的超聲波測距儀，其特征在于所述的鍵盤的下檔功能鍵設有[On/C]，開機/清零鍵。[+]、[-]、[×]、[÷]、[＝]，算術四則運算鍵。[0]-[9]、[·]，數字鍵。[Feet]、[Inch]、[Met]，長度英、公制轉換鍵。[Store]、[M1]、[M2]、[M3]，存儲功能鍵。[LIGHT]，背光鍵。
專利摘要本實用新型涉及一種具有計算功能的超聲波測距儀，包括機殼；其特點是所述的機殼內上部設置有超聲波收發器、設在機殼面板中部的顯示器、設在機殼面板下部的鍵盤；以及設在機殼內的超聲波發射電路、程控放大器、可變閾值觸發器、單片機控制計算電路、溫度檢測電路；所述的單片機控制計算電路的多個輸入端分別連接可變閾值觸發器、鍵盤、溫度檢測電路；單片機控制計算電路的多個輸出端分別連接超聲波發射電路、程控放大器、顯示器；所述的超聲波收發器的接線端分別連接超聲波發射電路、程控放大器；所述的程控放大器的輸出端與可變值觸發器的輸入端相連接。由此，本實用新型超聲波測距儀可根據測距結果，計算房屋裝修材料用量，也可作計算器使用。
文檔編號G01S15/00GK2566282SQ0226511
公開日2003年8月13日 申請日期2002年6月28日 優先權日2002年6月28日
發明者倪維健, 沈家益, 葉裕 申請人:上海廿一世紀電子設備有限公司