[发明专利]非恒温环境中超声波短距高精度测量的参数校准方法

摘要

本发明公开了一种非恒温环境中超声波短距高精度测量的参数校准方法在环境温度θ是变化的情况下，采用蒙特卡罗模拟方法校准其中的两参数。在多种环境温度下的重复性实验证明本发明技术的超声波测距精度与恒温情况下校准精度基本一致。因此，本发明技术可以有效应对非恒温情况下的超声波高精度测距参数校准。

主权项

1.一种非恒温环境中超声波短距高精度测量的参数校准方法，发送端和接收端相对放置，超声波飞行距离公式为：（1）其中T为测量到的超声波飞行时间，T_d是换能器起振延迟时间，表示的是在某一温度下的超声波传输速度（变量），表示的是在绝对零度时超声波传输速度（常量），θ表示温度；校正距离为：（2）其中发射端和接收端两个节点中压电片到器件外缘的距离之和为D_in；结合式（1）和式（2）可得， （3）由于温度θ不恒定，校准距离D_s与飞行时间T不再存在线性关系，定义函数（11）分别是采用蒙特卡罗模拟方法获得校正后的换能器起振延迟时间和发射端和接收端两个节点中压电片到器件外缘的距离之和；采样得到N对校准距离D_s，温度θ和飞行时间T数据（Ds_k，θ_k，T_k），k=1,2,3,…,N，则蒙特卡罗模拟的目标为：（12）约束条件为：必须是整数倍频率的倒数，n/f，其中n是正整数，f是超声波发射频率。