全文摘要
本实用新型属于超声波测距技术领域，公开了一种用于多点测距的超声波测距系统，包括单片机，信号放大电路，MOS开关电路，超声波发射接收模块和多个超声波探头，信号放大电路包括多个独立的三极管放大电路，MOS开关电路包括多个独立的NMOS开关管，每个三极管放大电路的输入端分别连接单片机的一个输出端，输出端分别连接一个NMOS开关管的栅极；每个NMOS开关管的源极均与超声波发射接收模块的发射端连接，每个NMOS开关管的漏极分别连接一个超声波探头的发射端，超声波探头的接收端均与超声波发射接收模块的接收端连接。本实用新型可以通过一个超声波发送接收模块来驱动多个超声波探头，可以广泛应用于多点测距中。
主设计要求
1.一种用于多点测距的超声波测距系统，其特征在于，包括单片机，信号放大电路，MOS开关电路，超声波发射接收模块和多个超声波探头，所述信号放大电路包括多个独立的三极管放大电路，所述MOS开关电路包括多个独立的NMOS开关管，每个所述三极管放大电路的输入端分别连接所述单片机的一个输出端，每个所述三极管放大电路的输出端分别连接一个NMOS开关管的栅极，所述NMOS开关管的源极均与所述超声波发射接收模块的发射端连接，所述每个NMOS开关管的漏极分别连接一个超声波探头的发射端，所述超声波探头的接收端均与所述超声波发射接收模块的接收端连接，所述超声波发射接收模块的输出端与所述单片机的输入端连接。
设计方案
1.一种用于多点测距的超声波测距系统，其特征在于，包括单片机，信号放大电路，MOS开关电路，超声波发射接收模块和多个超声波探头，所述信号放大电路包括多个独立的三极管放大电路，所述MOS开关电路包括多个独立的NMOS开关管，每个所述三极管放大电路的输入端分别连接所述单片机的一个输出端，每个所述三极管放大电路的输出端分别连接一个NMOS开关管的栅极，所述NMOS开关管的源极均与所述超声波发射接收模块的发射端连接，所述每个NMOS开关管的漏极分别连接一个超声波探头的发射端，所述超声波探头的接收端均与所述超声波发射接收模块的接收端连接，所述超声波发射接收模块的输出端与所述单片机的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于多点测距的超声波测距系统，其特征在于，所述三极管放大电路包括基极电阻、三极管、集电极电阻和发射极电阻，所述三极管的基极通过基极电阻与单片机的一个输出端连接，所述三极管的发射极通过发射极电阻接地，所述三极管的集电极通过集电极电阻与直流电源正极连接，所述三极管的发射极作为信号放大电路的输出端连接NMOS开关管的栅极。
3.根据权利要求1所述的一种用于多点测距的超声波测距系统，其特征在于，所述NMOS管的型号为IRF3205。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于超声波测距技术领域，具体涉及一种用于多点测距的超声波测距系统。
背景技术
超声波是一种频率大于20kHz的声波，具有直线传播的能力，频率越高，绕射能力越差，但反射能力越强，其指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离比较远，因此，超声波传感器广泛应用于测距场景中。
大型轴承的自动吊运过程，需要对轴承位置进行一定精度（±3mm）的判断。由于大型轴承，外圈直径可能超过1500mm，圆周及上下布置超声波传感器，至少需要16个。如果每个超声波传感器都配备一个超声波发送和接收电路，不仅电路板规模以及电路复杂度将导致可靠度隐患，而且成本高昂。
实用新型内容
本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种用于多点测量的超声波测距系统。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种用于多点测量的超声波测距系统，包括单片机，信号放大电路，MOS开关电路，超声波发射接收模块和多个超声波探头，所述信号放大电路包括多个独立的三极管放大电路，所述MOS开关电路包括多个独立的NMOS开关管，每个所述三极管放大电路的输入端分别连接所述单片机的一个输出端，每个所述三极管放大电路的输出端分别连接一个NMOS开关管的栅极，所述NMOS开关管的源极均与所述超声波发射接收模块的发射端连接，所述每个NMOS开关管的漏极分别连接一个超声波探头的发射端，所述超声波探头的接收端均与所述超声波发射接收模块的接收端连接，所述超声波发射接收模块的输出端与所述单片机的输入端连接。
所述三极管放大电路包括基极电阻、三极管、集电极电阻和发射极电阻，所述三极管的基极通过基极电阻与单片机的一个输出端连接，所述三极管的发射极通过发射极电阻接地，所述三极管的集电极通过集电极电阻与直流电源正极连接，所述三极管的发射极作为信号放大电路的输出端连接NMOS开关管的栅极。
所述NMOS管的型号为IRF3205。
本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：本实用新型提供了一种用于多点测量的超声波测距系统，可以实现通过一个超声波发送接收模块来驱动多个超声波探头的测量，测量过程通过对单片机发送信号控制相应电路导通，从而使超声波探头工作来实现相应位置的距离测试，将对应数据返回单片机，本实用新型提出的测距系统不仅可以应用于大型轴承的吊运检测，还可以拓展至自动停车装置等需要多超声波探头的系统，能够大幅压缩电路板空间需求和成本。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种用于多点测距的超声波测距系统的结构框图；
图2为本实用新型实施例提供的一种用于多点测距的超声波测距系统的电路原理图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1~2所示，本实用新型实施例提供了一种用于多点测距的超声波测距系统，包括单片机U1，信号放大电路，MOS开关电路，超声波发射接收模块U2和多个超声波探头，其中，所述信号放大电路的输入端与所述单片机的输出端连接，所述信号放大电路的输出端与所述MOS开关电路的控制端连接，所述超声波发射接收模块U2的发射端通过所述所述MOS开关电路与超声波探头的发射端分别连接，所述超声波探头的接收端与所述超声波模块的接收端连接，所述超声波模块的接收端与所述单片机的输入端连接。
具体地，如图2所示，所述信号放大电路包括8个三极管放大电路，所述MOS开关电路包括8个NMOS开关管Q1~Q8，所述超声波探头包括探头T1~T8，每个三极管放大电路包括基极电阻、三极管、发射极电阻和集电极电阻，每个三极管放大电路的输入端连接单片机的一个输出端，每个三极管放大电路的输出端连接一个NMOS开关管的栅极，则单片机可以分别控制所有NMOS开关管的通断，进而控制各个NMOS开关管所在电路的超声波探头工作。
以其中超声波探头T1所在的支路为例，该支路中的三极管放大电路包括三极管Q01，电阻R01、电阻R1，和电阻R9，其中R1=300Ω，R01=1kΩ，R9=5.1kΩ。三极管Q01的基极b通过基极电阻R1与单片机U1的一个输出端连接，所述三极管Q01的发射极e通过发射极电阻R9接地，所述三极管的集电极c通过集电极电阻R01与直流电源正极VCC连接，所述三极管Q01的发射极e作为三极管放大电路的输出端连接NMOS开关管Q1的栅极G。
此外，如图2所示，所述8个NMOS开关管Q1~Q8的源极S均与所述超声波发射接收模块的发射端即引脚TX连接，所述N个NMOS开关管的漏极D分别连接一个超声波探头的发射端，所述N个超声波探头的接收端均与所述超声波发射接收模块U2的接收端即引脚RX连接，所述超声波发射接收模块U2的输出端与所述单片机U1的输入端连接。具体地，所述单片机的引脚9和引脚10分别为T1引脚和R1引脚，分别连接所述超声波发射接收模块U2的引脚1和引脚2。
具体地，本实施例中，采用的NMOS开关管的型号为IRF3205，它的导通电阻只有8毫欧，减小了对超声波信号的干扰，最大程度的保证了信号的完整性。
本实用新型通过单片机控制NMOS管的通断来使对应电路上的超声波探头工作，并将探测数据发送给超声波模块，再通过串口发送给单片机。由于单片机输出的信号不足以打开NMOS管，所以通过信号放大电路来对单片机的输出控制信号进行放大；通过本实用新型，实现了由一个超声波发送接收模块控制多个超声波探头的目的，并且最大程度的保证了信号的完整性。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920037090.X
申请日:2019-01-10
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:14(山西)
授权编号:CN209590267U
授权时间:20191105
主分类号:G01S 15/08
专利分类号:G01S15/08
范畴分类:31G;
申请人:太原昂迈威电子科技有限公司
第一申请人:太原昂迈威电子科技有限公司
申请人地址:030013 山西省太原市民营区新和路9号4幢3层
发明人:陈进磊;冯立福;白正国;李冲
第一发明人:陈进磊
当前权利人:太原昂迈威电子科技有限公司
代理人:王瑞玲
代理机构:14110
代理机构编号:太原晋科知识产权代理事务所（特殊普通合伙）
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计