(57)【要約】      （修正有）【課題】自動校正トランスデューサーの装置及び方法の提供。【解決手段】自動校正トランスデューサーの装置は、システム周波数を発生するオシレーターと、該システム周波数を受け取るマイクロコントローラーと、該マイクロコントローラーに設置し、該システム周波数に基づきクロック信号を発生する該カウントユニットと、該クロック信号を受け取り、複数のトリガー信号を発生し、該トリガー信号を該マイクロコントローラーの中断信号入力端にフィードバックし、その入力端は該変圧器と接続し、該各トリガー信号を経てトリガー後に出力信号を発生するトランスデューサーとを含む。こうして該マイクロコントローラーはトランスデューサー出力信号周波数の変化に応じて、トリガー信号周波数を動態調整することができ、温度、湿度などの環境に変化が生じた時にも、最良の伝送効果を達成することができる。【選択図】図１
2009273098.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オシレーター、マイクロコントローラー、カウントユニット、変圧器及びトランスデューサーを含み、
該システム周波数を発生するオシレーターと、
該オシレーターと接続し、該システム周波数を受け取るマイクロコントローラーと、
該マイクロコントローラーに設置し、該システム周波数に基づきクロック信号を発生する該カウントユニットと、
その入力端は該カウントユニットと接続し、該クロック信号を受け取り、該クロック信号を転換し複数のトリガー信号を発生し、その出力端は該トリガー信号を該マイクロコントローラーの中断信号入力端にフィードバックし、該トリガー信号は少なくとも１個のメインオシレーション信号と少なくとも１個の他のオシレーション信号を含み、しかも該クロック信号の数量は、該メインオシレーション信号の数量と相同である変圧器と、
その入力端は該変圧器と接続し、該各トリガー信号を経てトリガー後に出力信号を発生するトランスデューサーと、
を含むことを特徴とする自動校正トランスデューサーの装置。
【請求項２】
前記自動校正トランスデューサーの装置はさらに電圧クランピングユニットを含み、該変圧器の出力端と該マイクロコントローラーの中断信号入力端の間に設置し、該各トリガー信号の電圧レベルを調整することを特徴とする請求項１記載の自動校正トランスデューサーの装置。
【請求項３】
前記各出力信号は無線出力信号であることを特徴とする請求項２記載の自動校正トランスデューサーの装置。
【請求項４】
前記無線出力信号がある物体へと発信されると、該物体は反射信号を該トランスデューサーへと反射し、該反射信号は該電圧クランピングユニットを経由し、該マイクロコントローラーにフィードバックすることを特徴とする請求項３記載の自動校正トランスデューサーの装置。
【請求項５】
前記自動校正トランスデューサーの装置はさらに増幅器を設置し、該増幅器は該マイクロコントローラーに設置し、該電圧クランピングユニットと接続し、該反射信号を増幅することを特徴とする請求項４記載の自動校正トランスデューサーの装置。
【請求項６】
前記各トリガー信号の発生が完了すると、初めて該増幅器は起動し、該反射信号を増幅することを特徴とする請求項５記載の自動校正トランスデューサーの装置。
【請求項７】
前記クロック信号の発生完了時に、該カウントユニットは該他のオシレーション信号から該中断信号入力端までの中断周期に基づき、該トランスデューサーの出力信号周波数を計算することを特徴とする請求項１記載の自動校正トランスデューサーの装置。
【請求項８】
前記クロック信号はスクエアウェーブであることを特徴とする請求項１記載の自動校正トランスデューサーの装置。
【請求項９】
前記トリガー信号はサインウェーブであることを特徴とする請求項１記載の自動校正トランスデューサーの装置。
【請求項１０】
自動校正トランスデューサーの方法は以下のステップを含み、
（１）カウントユニットの時間パラメーターを設定し該カウントユニットはマイクロコントローラーに設置し、
（２）該カウントユニットは少なくとも１個のクロック信号を発生し、
（３）該クロック信号を変圧器に入力し、該クロック信号を転換し複数のトリガー信号を発生し、該トリガー信号は少なくとも１個のメインオシレーション信号と少なくとも１個の他のオシレーション信号を含み、
（４）トランスデューサーは該各トリガー信号を複数の出力信号に転換し出力し、
（５）該各トリガー信号は該マイクロコントローラーにフィードバックし、
（６）該カウントユニットは該他のオシレーション信号に基づき、該トランスデューサーの出力信号周波数を計算することを特徴とする請求項１記載の自動校正トランスデューサーの方法。
【請求項１１】
前記自動校正トランスデューサーの方法はさらに電圧クランピングユニットを含み、該変圧器の出力端と該マイクロコントローラーの中断信号入力端の間に設置し、該各トリガー信号の電圧レベルを調整することを特徴とする請求項１０記載の自動校正トランスデューサーの装置。
【請求項１２】
前記各出力信号は無線出力信号であることを特徴とする請求項１１記載の自動校正トランスデューサーの方法。
【請求項１３】
前記無線出力信号がある物体へと発信されると、該物体は反射信号を該トランスデューサーへと反射し、該反射信号は該電圧クランピングユニットを経由し、該マイクロコントローラーにフィードバックすることを特徴とする請求項１２記載の自動校正トランスデューサーの方法。
【請求項１４】
前記自動校正トランスデューサーの装置はさらに増幅器を設置し、該増幅器は該マイクロコントローラーに設置し、該電圧クランピングユニットと接続し、該反射信号を増幅することを特徴とする請求項１３記載の自動校正トランスデューサーの方法。
【請求項１５】
前記各トリガー信号の発生が完了すると、初めて該増幅器は起動し、該反射信号を増幅することを特徴とする請求項１４記載の自動校正トランスデューサーの方法。
【請求項１６】
前記クロック信号の発生完了時に、該カウントユニットは該他のオシレーション信号から該中断信号入力端までの中断周期に基づき、該トランスデューサーの出力信号周波数を計算することを特徴とする請求項１０記載の自動校正トランスデューサーの方法。
【請求項１７】
前記前記クロック信号はスクエアウェーブであることを特徴とする請求項１０記載の自動校正トランスデューサーの方法。
【請求項１８】
前記トリガー信号はサインウェーブであることを特徴とする請求項１０記載の自動校正トランスデューサーの方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動校正トランスデューサーの装置及び方法に関し、特にマイクロコントローラーはトランスデューサー出力信号の周波数変化に従い、トリガー信号周波数を動態調整する自動校正トランスデューサーの装置及び方法に係る。
【背景技術】
【０００２】
超音波トランスデューサーは距離測量に応用され、通常は以下の部品を使用する。（１）マイクロコントローラー：トランスデューサー出力信号と相同のトリガー信号周波数を発生する。（２）変圧器：クロック信号の電圧を上げ、トランスデューサーに供給する。（３）トランスデューサー：超音波信号を発信及び受信する。（４）増幅器：トランスデューサーが受信した信号を増幅する。公知のマイクロコントローラーが発生する信号周波数は固定周波数で、部品或いは温度の変化に応じて変化することはない。このような応用ではトランスデューサーが精確であるかどうかが非常に重要であるが、精確なトランスデューサーは製造コストが高く、製品の価格競争においては不利である。
【０００３】
よってトランスデューサー出力信号の周波数変化に従い、マイクロコントローラーがトリガー信号周波数を動態調整する自動校正トランスデューサーの装置及び方法を発明し、温度、湿度などの環境に変化が生じた時、最良の伝送効果を達成できるようにする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、公知のマイクロコントローラーがトランスデューサー出力信号の周波数変化に応じてトリガー信号周波数を動態調整することができないという問題を解決する自動校正トランスデューサーの装置及び方法を提供するものである。
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明は下記の自動校正トランスデューサーの装置及び方法を提供する。自動校正トランスデューサーの装置はオシレーター、マイクロコントローラー、カウントユニット、変圧器、トランスデューサーを含み、
該オシレーターはシステム周波数を発生し、
該マイクロコントローラーは該オシレーターと接続し、該システム周波数を受け取り、
該カウントユニットは該マイクロコントローラーに設置し、該システム周波数に基づきクロック信号を発生し、
該変圧器の入力端は該カウントユニットと接続し、該クロック信号を受け取り、該クロック信号を転換し複数のトリガー信号を発生し、その出力端は該トリガー信号を該マイクロコントローラーの中断信号入力端にフィードバックし、該トリガー信号は少なくとも１個のメインオシレーション信号と少なくとも１個の他のオシレーション信号を含み、しかも該クロック信号の数量は、該メインオシレーション信号の数量と相同で、
該トランスデューサーの入力端は該変圧器と接続し、該各トリガー信号を経てトリガー後に出力信号を発生する。
【０００６】
自動校正トランスデューサーの方法は以下のステップを含み、
（１）カウントユニットの時間パラメーターを設定し該カウントユニットはマイクロコントローラーに設置し、
（２）該カウントユニットは少なくとも１個のクロック信号を発生し、
（３）該クロック信号を変圧器に入力し、該クロック信号を転換し複数のトリガー信号を発生し、該トリガー信号は少なくとも１個のメインオシレーション信号と少なくとも１個の他のオシレーション信号を含み、
（４）トランスデューサーは該各トリガー信号を複数の出力信号に転換し出力し、
（５）該各トリガー信号は該マイクロコントローラーにフィードバックし、
（６）該カウントユニットは該他のオシレーション信号に基づき、該トランスデューサーの出力信号周波数を計算する。
【０００７】
こうして該マイクロコントローラーはトランスデューサー出力信号周波数の変化に応じて、トリガー信号周波数を動態調整することができ、温度、湿度などの環境に変化が生じた時にも、最良の伝送効果を達成することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、オシレーター、マイクロコントローラー、カウントユニット、変圧器及びトランスデューサーを含み、
該システム周波数を発生するオシレーターと、
該オシレーターと接続し、該システム周波数を受け取るマイクロコントローラーと、
該マイクロコントローラーに設置し、該システム周波数に基づきクロック信号を発生する該カウントユニットと、
その入力端は該カウントユニットと接続し、該クロック信号を受け取り、該クロック信号を転換し複数のトリガー信号を発生し、その出力端は該トリガー信号を該マイクロコントローラーの中断信号入力端にフィードバックし、該トリガー信号は少なくとも１個のメインオシレーション信号と少なくとも１個の他のオシレーション信号を含み、しかも該クロック信号の数量は、該メインオシレーション信号の数量と相同である変圧器と、
その入力端は該変圧器と接続し、該各トリガー信号を経てトリガー後に出力信号を発生するトランスデューサーと、
を含むことを特徴とする自動校正トランスデューサーの装置としている。
請求項２の発明は、前記自動校正トランスデューサーの装置はさらに電圧クランピングユニットを含み、該変圧器の出力端と該マイクロコントローラーの中断信号入力端の間に設置し、該各トリガー信号の電圧レベルを調整することを特徴とする請求項１記載の自動校正トランスデューサーの装置としている。
請求項３の発明は、前記各出力信号は無線出力信号であることを特徴とする請求項２記載の自動校正トランスデューサーの装置としている。
請求項４の発明は、前記無線出力信号がある物体へと発信されると、該物体は反射信号を該トランスデューサーへと反射し、該反射信号は該電圧クランピングユニットを経由し、該マイクロコントローラーにフィードバックすることを特徴とする請求項３記載の自動校正トランスデューサーの装置としている。
請求項５の発明は、前記自動校正トランスデューサーの装置はさらに増幅器を設置し、該増幅器は該マイクロコントローラーに設置し、該電圧クランピングユニットと接続し、該反射信号を増幅することを特徴とする請求項４記載の自動校正トランスデューサーの装置としている。
請求項６の発明は、前記各トリガー信号の発生が完了すると、初めて該増幅器は起動し、該反射信号を増幅することを特徴とする請求項５記載の自動校正トランスデューサーの装置としている。
請求項７の発明は、前記クロック信号の発生完了時に、該カウントユニットは該他のオシレーション信号から該中断信号入力端までの中断周期に基づき、該トランスデューサーの出力信号周波数を計算することを特徴とする請求項１記載の自動校正トランスデューサーの装置としている。
請求項８の発明は、前記クロック信号はスクエアウェーブであることを特徴とする請求項１記載の自動校正トランスデューサーの装置としている。
請求項９の発明は、前記トリガー信号はサインウェーブであることを特徴とする請求項１記載の自動校正トランスデューサーの装置としている。
請求項１０の発明は、自動校正トランスデューサーの方法は以下のステップを含み、
（１）カウントユニットの時間パラメーターを設定し該カウントユニットはマイクロコントローラーに設置し、
（２）該カウントユニットは少なくとも１個のクロック信号を発生し、
（３）該クロック信号を変圧器に入力し、該クロック信号を転換し複数のトリガー信号を発生し、該トリガー信号は少なくとも１個のメインオシレーション信号と少なくとも１個の他のオシレーション信号を含み、
（４）トランスデューサーは該各トリガー信号を複数の出力信号に転換し出力し、
（５）該各トリガー信号は該マイクロコントローラーにフィードバックし、
（６）該カウントユニットは該他のオシレーション信号に基づき、該トランスデューサーの出力信号周波数を計算することを特徴とする請求項１記載の自動校正トランスデューサーの方法としている。
請求項１１の発明は、前記自動校正トランスデューサーの方法はさらに電圧クランピングユニットを含み、該変圧器の出力端と該マイクロコントローラーの中断信号入力端の間に設置し、該各トリガー信号の電圧レベルを調整することを特徴とする請求項１０記載の自動校正トランスデューサーの装置としている。
請求項１２の発明は、前記各出力信号は無線出力信号であることを特徴とする請求項１１記載の自動校正トランスデューサーの方法としている。
請求項１３の発明は、前記無線出力信号がある物体へと発信されると、該物体は反射信号を該トランスデューサーへと反射し、該反射信号は該電圧クランピングユニットを経由し、該マイクロコントローラーにフィードバックすることを特徴とする請求項１２記載の自動校正トランスデューサーの方法としている。
請求項１４の発明は、前記自動校正トランスデューサーの装置はさらに増幅器を設置し、該増幅器は該マイクロコントローラーに設置し、該電圧クランピングユニットと接続し、該反射信号を増幅することを特徴とする請求項１３記載の自動校正トランスデューサーの方法としている。
請求項１５の発明は、前記各トリガー信号の発生が完了すると、初めて該増幅器は起動し、該反射信号を増幅することを特徴とする請求項１４記載の自動校正トランスデューサーの方法としている。
請求項１６の発明は、前記クロック信号の発生完了時に、該カウントユニットは該他のオシレーション信号から該中断信号入力端までの中断周期に基づき、該トランスデューサーの出力信号周波数を計算することを特徴とする請求項１０記載の自動校正トランスデューサーの方法としている。
請求項１７の発明は、前記前記クロック信号はスクエアウェーブであることを特徴とする請求項１０記載の自動校正トランスデューサーの方法としている。
請求項１８の発明は、前記トリガー信号はサインウェーブであることを特徴とする請求項１０記載の自動校正トランスデューサーの方法としている。
【発明の効果】
【０００９】
上記のように、本発明においてマイクロコントローラーはトランスデューサー出力信号周波数の変化に応じて、トリガー信号周波数を動態調整することができ、こうして温度、湿度などの環境に変化が生じた時にも、最良の伝送効果を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１、２はそれぞれ本発明自動校正トランスデューサーの装置のシステムブロックチャート及び本発明の他のオシレーション信号波形の概略図である。図１、２に示すように、本発明の自動校正トランスデューサーの装置１はオシレーター２、マイクロコントローラー３、カウントユニット４、変圧器６、トランスデューサー８を含む。該オシレーター２はシステム周波数を発生する。該マイクロコントローラー３は該オシレーター２と接続し、該システム周波数を受け取る。該カウントユニット４は該マイクロコントローラー３に設置し、該システム周波数に基づきクロック信号（スクエアウェーブなど。但し、これに限定しない）を発生する。該変圧器６の入力端は該カウントユニット４と接続し、該クロック信号５を受け取り、該クロック信号５を転換し複数のトリガー信号７（サインウェーブなど。但し、これに限定しない）を発生する。該変圧器６の出力端は該トリガー信号７を該マイクロコントローラー３の中断信号入力端１２にフィードバックする。該トリガー信号７は少なくとも１個のメインオシレーション信号１０と少なくとも１個の他のオシレーション信号１１を含み、しかも該クロック信号５の数量は、該メインオシレーション信号１０の数量と相同である。該トランスデューサー８の入力端は該変圧器６と接続し、該トランスデューサー８は該各トリガー信号７を経てトリガー後に出力信号９（無線出力信号など）を発生する。該各トリガー信号７の電圧レベルを調整するため、本発明は電圧クランピングユニット１６を含むことが望ましく、該変圧器６の出力端と該マイクロコントローラー３の中断信号入力端１２の間に設置する。該出力信号９が物体１３へと発信されると、該物体１３は反射信号１４を該トランスデューサー８へと反射し、該反射信号１４は該電圧クランピングユニット１６を経由し、該マイクロコントローラー３へとフィードバックする。よって本発明は増幅器１５を含むことが望ましく、該増幅器１５は該マイクロコントローラー３に設置する。それは該電圧クランピングユニット１６と接続し、該反射信号１４を増幅する。しかも該各トリガー信号７の発生が完了すると、初めて該増幅器１５は起動し、該反射信号１４を増幅する。該トランスデューサー８の出力信号９の周波数を計算するために、本発明は該クロック信号５の発生完了時に、該カウントユニット４は該他のオシレーション信号１１から該中断信号入力端１２までの中断周期に基づき、該トランスデューサー８の出力信号周波数を計算する（図２参照）。トリガーが中断される度に、該カウント値を記録し、一般的には該カウントユニット４に記録する。時間点T１、T２、T３・・・・Tnは該カウントユニット４の差値を発生する。こうして平均周期Taverage=（ T１+T２・・・・Tn）/n）を計算し、それを逆数にした後、該トランスデューサー８の出力信号９周波数を算出する。こうして該トリガー信号７周波数の動態調整を行う。
【００１１】
図３は本発明自動校正トランスデューサーの方法のステップフローチャートである。該方法は以下のステップを含む。
（１）カウントユニットの時間パラメーターを設定し該カウントユニットはマイクロコントローラーに設置し、
（２）該カウントユニットは少なくとも１個のクロック信号（スクエアウェーブなど。但し、これに限定しない）を発生し、
（３）該クロック信号を変圧器に入力し、該クロック信号を転換し複数のトリガー信号（サインウェーブなど。但し、これに限定しない）を発生する。該トリガー信号は少なくとも１個のメインオシレーション信号と少なくとも１個の他のオシレーション信号を含む。
（４）トランスデューサーは該各トリガー信号を複数の出力信号（無線出力信号など）に転換し出力する。
（５）該各トリガー信号は該マイクロコントローラーにフィードバックし、該各トリガー信号の電圧レベルを調整するため、本発明は電圧クランピングユニットを含むことが望ましい。該電圧クランピングユニットは変圧器の出力端と該マイクロコントローラーの中断信号入力端の間に設置する。該無線出力信号がある物体へと発信される時、該物体は反射信号を該トランスデューサーへと反射し、該反射信号は該電圧クランピングユニットを経由し、該マイクロコントローラーへとフィードバックする。よって、本発明は増幅器を含むことが望ましく、該増幅器は該マイクロコントローラーに設置する。それは該電圧クランピングユニットと接続し、該反射信号を増幅する。しかも該各トリガー信号の発生が完了すると、初めて該増幅器は起動し、該反射信号を増幅する。
（６）該クロック信号の発生完了時に、該カウントユニットは該他のオシレーション信号に基づき、該トランスデューサーの出力信号周波数を計算する。
【００１２】
こうして該マイクロコントローラーはトランスデューサー出力信号周波数の変化に応じて、トリガー信号周波数を動態調整することができ、温度、湿度などの環境に変化が生じた時にも、最良の伝送効果を達成することができる。
【００１３】
上記のように、本発明の自動校正トランスデューサーの装置及び方法は、マイクロコントローラーがトランスデューサー出力信号周波数の変化に応じて、トリガー信号周波数を動態調整することができ、これにより温度、湿度などの環境に変化が生じた時にも、最良の伝送効果を達成することができる。よって、本発明は新規性と進歩性を備えており、市場では産業上の利用価値をそなえている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明自動校正トランスデューサーの装置のシステムブロックチャートである。
【図２】本発明の他のオシレーション信号波形の概略図である。
【図３】本発明自動校正トランスデューサーの方法のステップフローチャートである。
【符号の説明】
【００１５】
１  自動校正トランスデューサーの装置
２  オシレーター
３  マイクロコントローラー
４  カウントユニット
５  クロック信号
６  変圧器
７  トリガー信号
８  トランスデューサー
９  出力信号
１０  メインオシレーション信号
１１  他のオシレーション信号
１２  中断信号入力端
１３  物体
１４  反射信号
１５  増幅器
１６  電圧クランピングユニット
【図１】
2009273098.tif 000003
【図２】
2009273098.tif 000004
【図３】
2009273098.tif 000005