KR100189300B1 - Ultrasonic distance measurement apparatus using phase compensation circuit and method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 초음파 센서를 이용한 거리 측정에 있어서, 위상 보상 회로를 이용하여 초음파 센서에서 감지되는 온도의 변화에 따른 위상을 보상해 줌으로써, 초음파 센서의 온도를 항상 일정하게 유지하고, 이에 따라 송신신호의 위상 왜곡을 방지하여 거리 측정 능력을 향상시킴과 동시에 어떠한 온도 조건에서도 정상 동작을 이루어지도록 하여 초음파 거리 측정 장치의 신뢰도 및 측정 감도를 향상시킬 수 있도록 한 위상 보상 회로를 이용한 초음파 거리 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.According to the present invention, in the distance measurement using the ultrasonic sensor, the phase compensation circuit is used to compensate the phase according to the change of the temperature detected by the ultrasonic sensor, thereby keeping the temperature of the ultrasonic sensor constant at all times, and thus The apparatus and method for ultrasonic distance measurement using a phase compensation circuit can improve the reliability and measurement sensitivity of the ultrasonic distance measuring device by improving the distance measuring ability by preventing phase distortion and at the same time performing normal operation under any temperature conditions. It is about.
본 발명은 초음파 센서의 온도를 감지하는 온도 감지부와 위상을 보상해주는 위상 보상부를 구비하여, 이 구비된 온도 감지부를 통해 초음파 센서의 온도를 항상 감지하고, 초음파 센서의 송신신호와 구동신호의 위상을 비교하여 위상이 동일하지 않을 경우 상기 위상 보상부를 통해 왜곡된 위상을 보상하여 줌으로써 상기 초음파 센서의 온도를 항상 일정한 온도로 유지시켜 주도록 한다.The present invention includes a temperature sensing unit for sensing the temperature of the ultrasonic sensor and a phase compensating unit for compensating the phase, and always detects the temperature of the ultrasonic sensor through the temperature sensing unit, and the phase of the transmission signal and the driving signal of the ultrasonic sensor. When the phases are not equal to each other, the phase compensation unit compensates the distorted phases so that the temperature of the ultrasonic sensor is always maintained at a constant temperature.
Description
제1도(a)∼(c)는 종래의 초음파 센서를 이용한 거리 측정 장치의 송신센서 구동신호와 송신신호 및 수신센서의 수신신호의 파형도.1 (a) to (c) are waveform diagrams of a transmission sensor drive signal, a transmission signal, and a reception signal of a reception sensor of a distance measuring apparatus using a conventional ultrasonic sensor.
제2도는 본 발명의 위상 보상 회로를 이용한 초음파 거리 측정 장치의 블록 구성도.2 is a block diagram of an ultrasonic distance measuring apparatus using the phase compensation circuit of the present invention.
제3도(a)∼(b)는 본 발명의 초음파 거리 측정 장치에 의한 단거리 및 장거리 측정시 송신센서 구동신호의 파형도.3A to 3B are waveform diagrams of transmission sensor drive signals during short and long distance measurement by the ultrasonic distance measuring apparatus of the present invention.
제4도는 본 발명의 위상 보상 회로를 이용한 초음파 거리 측정 장치의 측정 과정을 타나낸 흐름도.4 is a flowchart showing a measurement process of the ultrasonic distance measuring device using the phase compensation circuit of the present invention.
제5도는 본 발명에 의한 단거리 측정모드의 제어흐름도.5 is a control flowchart of a short range measurement mode according to the present invention.
제6도는 본 발명에 의한 장거리 측정모드의 제어흐름도.6 is a control flowchart of a long distance measurement mode according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 중앙처리장치 2 : 초음파 구동부1: central processing unit 2: ultrasonic drive unit
3 : 초음파 송신센서 4 : 온도 감지부3: ultrasonic transmitting sensor 4: temperature sensing unit
5 : 위상 보상부 6 : 초음파 수신센서5: phase compensation unit 6: ultrasonic receiving sensor
7 : 대역 통과 필터 8 : 다중 증폭부7: bandpass filter 8: multiple amplifier
9 : 검파부 10 : 비교기9: detector 10: comparator
11 : 거리 표시 및 경보장치11: distance display and alarm
본 발명은 초음파 센서를 이용한 거리 측정에 있어서, 위상 보상 회로를 이용하여 초음파 센서에서 감지되는 온도의 변화에 따른 위상을 보상해 줌으로써, 초음파 센서의 온도를 항상 일정하게 유지하고, 이에 따라 송신신호의 위상 왜곡을 방지하여 거리 측정 능력을 향상시킴과 동시에 어떠한 온도 조건에서도 정상 동작을 이루어지도록 하여 초음파 거리 측정 장치의 신뢰도 및 측정 감도를 향상시킬 수 있도록 한 위상 보상 회로를 이용한 초음파 거리 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.According to the present invention, in the distance measurement using the ultrasonic sensor, the phase compensation circuit is used to compensate the phase according to the change of the temperature detected by the ultrasonic sensor, thereby keeping the temperature of the ultrasonic sensor constant at all times, and thus The apparatus and method for ultrasonic distance measurement using a phase compensation circuit can improve the reliability and measurement sensitivity of the ultrasonic distance measuring device by improving the distance measuring ability by preventing phase distortion and at the same time performing normal operation under any temperature conditions. It is about.
일반적으로 종래의 초음파 센서를 이용한 거리 측정 장치의 송신센서 구동신호는 제1도(a)에 도시된 바와 같으며, 이러한 송신센서 구동신호의 온 타임(on time)은 송신센서로부터 송신 효율이 최대로 얻어지는 시점까지이며, 오프 타임(off time)은 측정 거리에 따라 결정된다.In general, the transmission sensor driving signal of the conventional distance sensor using the ultrasonic sensor is as shown in Figure 1 (a), the on time (on time) of the transmission sensor driving signal is the maximum transmission efficiency from the transmission sensor Up to a point in time at which the off time is determined according to the measurement distance.
상기 제1도(a)의 초음파 송신센서 구동신호가 송신센서에 인가되고 오프(off)될 경우, 제1도(b)와 같이 송신센서에 인가된 구동신호의 진폭이 지수적으로 감소하여 여진하게 되는 특성이 있다.When the ultrasonic transmitting sensor driving signal of FIG. 1 (a) is applied to the transmitting sensor and turned off, the amplitude of the driving signal applied to the transmitting sensor as shown in FIG. There is a characteristic made.
상기와 같은 송신센서 구동신호의 여진 특성에 따라 수신센서에는 온 타임동안의 구동신호와 잔향음에 의한 신호를 검출하게 되고, 이 검출된 신호를 증폭한 결과는 제1도(c)와 같다.According to the excitation characteristics of the transmission sensor driving signal as described above, the reception sensor detects a signal by the driving signal and the reverberation sound during the on time, and the result of amplifying the detected signal is as shown in FIG.
이때, 상기 온타임동안의 구동신호와 여진에 의한 잔향음이 포화되어 있는 시간은 물체를 검출할 수 없는 최소 측정 시간으로서 이 최소 측정 시간을 거리로 환산하면 최소 측정 거리가 된다.In this case, the time when the driving signal and the reverberation sound due to the excitation are saturated during the on time is the minimum measurement time at which the object cannot be detected, and the minimum measurement time is converted into the minimum measurement distance.
한편, 수신신호의 증폭율을 높여 최대 측정 거리를 크게 하는 경우 여진에 의한 상기 잔향음은 더욱 커져 최소 측정 거리가 커지게 되고, 이에 따라 초음파 센서를 사용하는 시스템에서는 상기 최소 측정 거리와 최대 측정 거리가 각각 비례하게 된다.On the other hand, when the maximum measurement distance is increased by increasing the amplification rate of the received signal, the reverberation sound due to the excitation becomes larger, so that the minimum measurement distance becomes large. Accordingly, in the system using an ultrasonic sensor, the minimum measurement distance and the maximum measurement distance Are proportional to each other.
그러나, 상기와 같은 종래의 초음파 센서를 이용한 거리 측정에 있어서, 초음파 센서는 온도의 변화에 따라 그 주파수 특성이 심하게 변하여 온도가 낮거나 너무 높을 경우에는 사용할 수 없다.However, in the distance measurement using the conventional ultrasonic sensor as described above, the ultrasonic sensor can not be used when the temperature is low or too high because its frequency characteristic is severely changed according to the temperature change.
또한, 초음파 센서의 송신신호의 위상이 온도에 따라 변하는데 반하여 대역통과 필터의 중심 통과 주파수는 고정되어 있으므로 특정한 온도영역에서는 초음파 거리 측정 장치의 성능이 저하되고, 상기 초음파 센서의 송신신호의 위상이 변함에 따라 초음파 거리 측정 장치가 오동작을 발생하게 되는 등, 이로 인하여 초음파 센서를 이용한 거리 측정에 대한 신뢰도가 매우 떨어지게 되는 문제점이 있었다.In addition, while the phase of the transmission signal of the ultrasonic sensor changes with temperature, the center pass frequency of the bandpass filter is fixed, so the performance of the ultrasonic distance measuring device is degraded in a specific temperature range, and the phase of the transmission signal of the ultrasonic sensor is As the ultrasonic distance measuring device is malfunctioned as it changes, there is a problem that the reliability of the distance measurement using the ultrasonic sensor is very low.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 그 목적은 초음파 센서의 송신신호의 위상을 보상하여 초음파 센서의 온도를 항상 일정하게 유지시켜 줌으로써 온도에 따른 초음파 센서의 오동작을 방지하는 동시에 초음파 거리 측정 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 위상 보상 회로를 이용한 초음파 거리 측정 장치 및 방법을 제공하는 데에 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, the object of which is to compensate for the phase of the transmission signal of the ultrasonic sensor to maintain a constant temperature of the ultrasonic sensor at all times to prevent malfunction of the ultrasonic sensor according to the temperature At the same time, to provide an ultrasonic distance measuring device and method using a phase compensation circuit to improve the reliability of the ultrasonic distance measuring device.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 위상 보상 회로를 이용한 초음파 거리 측정 장치 및 방법은, 초음파 센서의 온도를 감지하는 온도 감지부와 위상을 보상해 주는 위상 보상부를 구비하여, 이 구비된 온도 감지부를 통해 초음파 센서의 온도를 항상 감지하고, 초음파 센서의 송신신호와 구동신호의 위상을 비교하여 위상이 동일하지 않을 경우 상기 위상 보상부를 통해 왜곡된 위상을 보상하여 줌으로써 상기 초음파 센서의 온도를 항상 일정한 온도로 유지시켜 주도록 한다.Ultrasonic distance measuring device and method using a phase compensation circuit of the present invention for achieving the above object, the temperature sensing unit for detecting the temperature of the ultrasonic sensor and the phase compensation unit for compensating the phase, Always detect the temperature of the ultrasonic sensor through, and compare the phase of the transmission signal and the drive signal of the ultrasonic sensor, if the phase is not the same to compensate for the distorted phase through the phase compensation unit to always maintain a constant temperature Keep it at
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 위상 보상 회로를 이용한 초음파 거리 측정 장치의 구성 및 동작을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration and operation of the ultrasonic distance measuring apparatus using a phase compensation circuit of the present invention.
제2도는 본 발명에 의한 위상 보상 회로를 이용한 초음파 거리 측정 장치의 블록 구성도로서, 이에 도시된 바와 같이, 전체 거리 측정 시스템을 총괄 제어하는 중앙처리장치(1)와, 상기 중앙처리장치(1)로부터 출력되는 제어신호에 따라 초음파 센서를 구동하는 초음파 구동부(2)와, 상기 초음파 구동부(2)에 의해 초음파 센서가 구동되어 초음파를 송신하는 초음파 송신센서(3)와, 상기 초음파 송신센서(3)의 온도를 감지하는 온도 감지부(4)와, 상기 온도 감지부(4)에서 감지되는 온도의 변화에 따라 위상을 보상해주는 위상 보상부(5)와, 상기 초음파 송신센서(3)로부터 출력되는 초음파 중 대상 물체에 맞고 반사된 초음파를 수신하는 초음파 수신센서(6)와, 상기 초음파 수신센서(6)를 통해 수신된 초음파 신호 중 구동 펄스 주파수만 통과시키는 대역 통과 필터(7)와, 상기 중앙처리장치(1)의 제어신호에 의해 상기 대역 통과 필터(7)를 거쳐 통과된 초음파 신호를 잔향음의 크기에 따라 증폭율을 조정하여 증폭하는 다중 증폭부(8)와, 상기 다중 증폭부(8)에서 증폭된 초음파 신호를 검파하는 검파부(9)와, 상기 검파부(9)에서 검파된 초음파 신호를 선형 기준신호와 비교하여 그 출력값을 디지털 값으로 변환하는 비교기(10)와, 상기 비교기(10)의 출력신호에 따른 상기 중앙처리장치(1)의 제어신호에 의해 계산된 거리 및 경보를 표시해 주는 거리 표시 및 경보장치(11)로 구성된다.2 is a block diagram of an ultrasonic distance measuring apparatus using a phase compensation circuit according to the present invention. As shown in FIG. 2, the central processing unit 1 collectively controls the entire distance measuring system and the central processing unit 1. Ultrasonic driver 2 for driving the ultrasonic sensor in accordance with the control signal output from the ultrasonic wave, an ultrasonic sensor is driven by the ultrasonic driver 2 to transmit ultrasonic waves, and the ultrasonic transmission sensor ( 3, a phase compensator 5 for compensating a phase according to a change in temperature sensed by the temperature detector 4, and the ultrasonic transmitter 3 Ultrasonic receiving sensor (6) for receiving the ultrasonic wave reflected on the target object of the output ultrasonic waves, and band pass filter passing only the driving pulse frequency of the ultrasonic signal received through the ultrasonic receiving sensor (6) (7) and the multiple amplifying unit (8) for amplifying the ultrasonic signal passed through the band pass filter (7) by the control signal of the central processing unit (1) by adjusting the amplification ratio according to the magnitude of the reverberation sound. And a detector 9 for detecting the ultrasonic signal amplified by the multiple amplifier 8, and comparing the ultrasonic signal detected by the detector 9 with a linear reference signal to convert the output value into a digital value. Comparator 10 and a distance display and alarm device 11 for displaying the distance and the alarm calculated by the control signal of the central processing unit 1 according to the output signal of the comparator 10.
제3도는 (a)∼(b)는 본 발명의 위상 보상 회로를 이용하여 단거리 및 장거리 측정시 상기 중앙처리장치(1)로부터 출력되는 단거리용 송신센서 구동신호와 장거리용 송신센서 구동신호이다.3A to 3B are short-range transmission sensor drive signals and long-distance transmission sensor drive signals output from the central processing unit 1 during short-range and long-range measurements using the phase compensation circuit of the present invention.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 위상 보상 회로를 이용한 초음파 거리 측정장치의 측정 방법을 제4도, 제5도 및 제6도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The method of measuring the ultrasonic distance measuring apparatus using the phase compensation circuit of the present invention configured as described above will be described with reference to FIGS. 4, 5, and 6 as follows.
제4도는 본 발명의 위상 보상 회로를 이용한 초음파 거리 측정 장치의 측정과정을 나타낸 흐름도로서, 초기 상태로 변수를 초기화하는 제1단계(S1)와, 상기 제1단계(S1) 수행후, 온도에 따른 송신신호의 위상을 보상해주는 제2단게(S2)와, 상기 제2단계(S2) 수행후, 단거리 측정모드로 전환하여 단거리용 초음파를 송·수신하는 제3단계(S3)와, 상기 제3단계(S3) 수행후, 장거리 측정모드로 전환하여 장거리용 초음파를 송·수신하는 제4단계(S4)와, 상기 제4단계(S4) 수행후, 거리 계산 모드로 전환하여 시간 데이터를 거리 데이터로 변환하는 제5단계(S5)와, 상기 제5단계(S5) 수행후, 거리 표시 및 경보 모드로 전환하여 거리 데이터 및 경보 조건을 거리 표시부로 전송하는 제6단계(S6)로 수행되며, 상기 제6단계(S6) 수행후, 다시 초기 단계(S1)로 전환하여 순차 동작한다.4 is a flowchart illustrating a measurement process of an ultrasonic distance measuring apparatus using a phase compensation circuit according to the present invention, after initializing a variable to an initial state (S 1 ) and performing the first step (S 1 ), A second step (S 2 ) for compensating the phase of the transmission signal according to the temperature, and after performing the second step (S 2 ), the third step (S 3 ) to switch to the short-range measurement mode to transmit and receive short-range ultrasound (S 3) ), And after performing the third step (S 3 ), switch to the long distance measurement mode to transmit and receive the long distance ultrasound (S 4 ), and after performing the fourth step (S 4 ), calculate the distance After the fifth step (S 5 ) of converting the time data into the distance data by switching to the mode, and performing the fifth step (S 5 ), the distance display and alarm mode are switched to transmit the distance data and the alarm condition to the distance display unit. the is done in step 6 (S 6), wherein the step 6 (S 6) after performing the switching to the initial step (S 1) to W and sequentially operating.
제5도는 상기 제3단계(S3)의 단거리 측정모드의 제어흐름도로서, 중앙처리장치(1)의 구동 제어신호에 의해 초음파 구동부(2)가 초음파 송신센서(3)를 구동시키면, 상기 초음파 송신센서(3)는 제3도(a)와 같은 단거리용 송신펄스를 출력하게 된다.5 is a control flow chart of the short-range measurement mode of the third step (S 3 ), when the ultrasonic drive unit 2 drives the ultrasonic transmission sensor 3 by the drive control signal of the central processing unit (1), the ultrasonic wave The transmission sensor 3 outputs a short-range transmission pulse as shown in FIG.
상기 단거리용 송신펄스의 출력이 끝나면, 온도 감지부(4)에 의해 초음파 송신센서(3)의 온도를 감지하고, 이 감지된 온도의 변화에 따라 왜곡되어진 위상은 위상 보상부(5)를 통해 보상하도록 한다.When the output of the short-range transmission pulse is finished, the temperature sensing unit 4 senses the temperature of the ultrasonic transmitting sensor 3, and the phase distorted according to the change of the sensed temperature is transmitted through the phase compensating unit 5. Compensate.
이어서, 다중 증폭부(8)의 증폭율을 가장 낮은 1단계로 조정하고, 잔향음의 존재 유무를 판단하여 잔향음이 존재하면 중앙처리장치(1)에 의한 다단 조정으로 다중 증폭부(8)의 증폭율을 조정하고, 잔향음이 존재하지 않는 시간에는 최대의 증폭율을 얻을 수 있도록 다중 증폭부(8)의 저항을 최대로하여 단거리 측정 시간 동안의 수신 신호를 검출한다.Subsequently, the amplification rate of the multiple amplification unit 8 is adjusted to the lowest one stage, and the presence or absence of the reverberation sound is determined by the presence of the reverberation sound. The amplification ratio of the amplifier is adjusted, and at the time when the reverberation sound is not present, the resistance of the multiple amplification unit 8 is maximized so as to obtain the maximum amplification ratio to detect the received signal during the short distance measurement time.
이때, 물체 검출 시간은 초음파 송신펄스의 송신 시점에서 비교기(10)의 출력이 하이(High)신호가 될 때까지의 시간이다.At this time, the object detection time is a time from the transmission time of the ultrasonic transmission pulse until the output of the comparator 10 becomes a high signal.
그리고, 상기 다중 증폭부(8)에서의 증폭율 가변은 중앙처리장치(1)의 클럭에 의해 피드백 저항을 0에서 100kΩ 단위로 가변하여 얻게 되며, 저항의 증가와 감소 방향은 제어신호에 의해 조정된다.In addition, the variable amplification ratio in the multiple amplifier 8 is obtained by varying the feedback resistance in units of 0 to 100 kΩ by the clock of the central processing unit 1, and the direction of increasing and decreasing the resistance is adjusted by a control signal. do.
이에 따라, 일정 시간동안 클럭을 발생시켜 1단계로 증폭율의 가변이 이루어지게 하고 잔향음이 끝나는 시점까지 각 단계로 증폭율을 증가시키게 된다.Accordingly, a clock is generated for a predetermined time so that the amplification rate can be changed in one step, and the amplification rate is increased in each step until the end of the reverberation sound.
이어서, 상기 단거리 측정 시간 동안 검파부(9)를 통과한 초음파 수신신호와 선형 기준신호를 비교하는 비교기(10)의 출력신호가 하이인지를 판단하여 상기 비교기(10)의 출력신호가 하이신호이면 측정 루프 시간을 조정한다.Subsequently, it is determined whether the output signal of the comparator 10 comparing the ultrasonic reception signal passing through the detector 9 and the linear reference signal during the short-range measurement time is high and the output signal of the comparator 10 is a high signal. Adjust the measurement loop time.
상기 측정 루프 시간 조정은 루프를 일정한 시간으로 순차 동작시키기 위한 시간 지연 역할을 한다.The measurement loop time adjustment serves as a time delay for sequentially operating the loop at a constant time.
상기와 같이, 단거리 측정모드에서는 온도의 변화에 따라 초음파 센서의 송신신호의 위상을 보상하여 출력함으로써, 잔향음이 존재하는 경우 수신된 초음파 신호의 증폭율을 최저로 하고, 잔향음이 존재하지 않는 시간에는 수신되는 초음파 신호의 증폭율을 최대로 하여 측정 시간내에 초음파 수신신호를 검출하여 최소 거리를 측정하도록 한다.As described above, in the short-range measurement mode, the phase of the transmission signal of the ultrasonic sensor is compensated for and outputted according to the change of temperature, so that when the reverberation sound is present, the amplification rate of the received ultrasonic signal is minimized and the reverberation sound is not present At the time, the amplification rate of the received ultrasonic signal is maximized, and the minimum distance is detected by detecting the ultrasonic signal within the measurement time.
한편, 제5단계의 장거리 측정모드는 제6도와 같이 수행되며, 제5단계의 장거리 측정모드에서는 중앙처리장치(1)의 구동 제어신호에 의해 초음파 구동부(2)가 초음파 송신센서(3)를 구동시키면, 상기 초음파 송신센서(3)는 제3도(b)와 같은 장거리용 송신펄스를 출력하게 된다.On the other hand, the long distance measurement mode of the fifth step is performed as shown in FIG. 6, in the fifth long distance measurement mode, the ultrasonic drive unit 2 is driven by the drive control signal of the central processing unit (1). When driven, the ultrasonic transmission sensor 3 outputs a long-distance transmission pulse as shown in FIG.
상기 장거리용 송신펄스의 출력이 끝나면, 온도 감지부(4)에 의해 초음파 송신센서(3)의 온도를 감지하고, 이 감지된 온도의 변화에 따라 왜곡되어진 위상은 위상 보상부(5)를 통해 보상하도록 한다.When the output of the long-distance transmission pulse is finished, the temperature sensing unit 4 senses the temperature of the ultrasonic transmitting sensor 3, and the phase distorted according to the change of the sensed temperature is transmitted through the phase compensating unit 5. Compensate.
그리고 나서, 다중 증폭부(8)의 증폭율을 1단계로 조정하고, 잔향음의 존재유무를 판단하여 잔향음이 존재하는 경우에는 다중 증폭부(8)의 증폭율을 다단계로 조정하고 잔향음 존재 시간동안 거리 측정을 중지하였다가 잔향음이 끝나는 시점부터 측정을 시작하여 최대거리까지 한다.Then, the amplification rate of the multiple amplification unit 8 is adjusted to one stage, and if the reverberation sound is present by judging the presence or absence of the reverberation sound, the amplification ratio of the multiple amplification unit 8 is adjusted to the multi-step and the reverberation sound. The distance measurement is stopped during the existence time and the measurement starts from the end of the reverberation sound until the maximum distance.
이때의 다중 증폭부(8)의 동작은 근접 거리에서 송신 출력이 커짐으로 인해 수직 지향각이 넓어진다.At this time, the operation of the multiple amplifying unit 8 increases the vertical directivity angle due to the increase in the transmission output at a close distance.
따라서, 커진 수직 지향각에 의해 원하지 않는 범위를 검출하게 되는데, 이를 줄이기 위해 거리 별로 증폭율을 다단계로 조정하여, 최대 거리에서는 최대 증폭율로 조정되도록 한다.Therefore, the undesired range is detected by the increased vertical orientation angle. In order to reduce this, the amplification ratio is adjusted in multiple stages for each distance, and the maximum amplification ratio is adjusted at the maximum distance.
이어서, 상기 장거리 측정 시간 동안 검파부(9)를 통과한 초음파 수신신호와 선형 기준신호를 비교하는 비교기(10)의 출력신호가 하이인지를 판단하여 상기 비교기(10)의 출력신호가 하이신호이면 측정 루프 시간을 조정한다.Subsequently, it is determined whether the output signal of the comparator 10 comparing the ultrasonic reception signal passing through the detector 9 and the linear reference signal during the long distance measurement time is high and the output signal of the comparator 10 is a high signal. Adjust the measurement loop time.
상기와 같이, 장거리 측정모드에서도 온도의 변화에 따라 초음파 센서의 송신신호의 위상을 보상하여 출력함으로써, 잔향음이 끝나는 시점에서부터 측정을 시작하여 최대 거리까지 측정하게 된다.As described above, even in the long-distance measurement mode by measuring the phase of the transmission signal of the ultrasonic sensor in accordance with the change of temperature, the measurement is started from the end of the reverberation sound to measure up to the maximum distance.
상기 단거리 측정모드와 장거리 측정모드에서는 온도에 따른 초음파 센서의 송신신호의 위상을 보상해 줌으로써 잔향음 및 초음파 수신신호가 수신되는 시간을 정확하게 측정할 수 있으며, 이에 따라 제5단계의 거리 계산 모드에 의해 상기 시간 데이터를 거리 데이터로 환산하게 된다.In the short-range measurement mode and the long-range measurement mode, the reverberation sound and the ultrasonic reception signal can be accurately measured by compensating the phase of the transmission signal of the ultrasonic sensor according to temperature. By doing so, the time data is converted into distance data.
이어, 제6단계인 거리 표시 및 경보 모드를 통해 측정된 거리를 표시하거나 이에 따른 경보상태를 출력하게 된다.Subsequently, the distance measured and the alarm state according to the sixth step of the distance display and the alarm mode are displayed.
이상, 상기 상세한 설명에서와 같이 본 발명은 위상 보상 회로를 사용하여 초음파 센서의 온도 변화에 따른 송신신호의 위상 왜곡을 방지함으로써 거리 측정 능력을 향상시킬 수 있으며, 어떠한 온도 조건에서도 정상 동작을 보장함에 따라 초음파 거리 측정 장치의 신뢰도 및 측정 감도를 향상시킬 수 있다.As described above, the present invention can improve the distance measuring ability by preventing the phase distortion of the transmission signal according to the temperature change of the ultrasonic sensor by using a phase compensation circuit, to ensure the normal operation in any temperature conditions Accordingly, the reliability and measurement sensitivity of the ultrasonic distance measuring device can be improved.
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