一种网球边界判断装置的制作方法

本发明属于体育用品技术领域，具体涉及一种网球边界判断装置。

背景技术：

网球是一项优美而激烈的体育运动；网球通常在两个单打球员或两对组合之间进行；球员在网球场上隔着球网用网球拍击打网球，在网球比赛中我们经常看到在运动员将球打在边界线附近裁判不能判断球是否出界的情况，通常情况下会借助鹰眼技术对球的运动轨迹进行三维动画回放来判断球是否出界，然而现有的鹰眼技术不仅需要使用的设备多而且费用昂贵，安装与调试工程浩大，为解决上述问题，因此需要一种网球边界判断装置。

技术实现要素：

本发明的目的是为了弥补现有技术的不足，而提供一种具有结构简单、成本低廉、使用方便的网球边界判断装置。

本发明的目的是这样实现的：一种网球边界判断装置，所述的网球边界判断装置包含有网球底线贴，网球底线贴的两端设置有与网球底线贴相垂直的双打边线贴，网球底线贴与双打边线贴连接，双打边线贴的内侧设置有与双打边线贴平行的并且与网球底线贴相垂直的单打边线贴，单打边线贴与网球底线贴连接，单打边线贴与双打边线贴之间的区域构成Alley区，网球底线贴的中间设置有中线标记，双打边线贴的中间设置有球网。

所述的网球边界判断装置还包含有用于对数据进行计算的计算机和将计算结果进行显示的显示设备。

所述的网球底线贴由5层结构组成，最外层为边界线着色层，边界线着色层的下端为传感器保护层，传感器保护层的下端为薄膜压力传感器层，薄膜压力传感器层的下端为薄膜压力传感器层基板层，薄膜压力传感器层基板层的下端为隔热层，所述的薄膜压力传感器层设置有温度传感器，薄膜压力传感器层和温度传感器将数据传回计算机进行相关计算。

所述的薄膜压力传感器层包含有将被测压力转换成弹性形变的弹性敏感元件，能将弹性敏感元件的弹性形变转换成电信号输出的转换元件和对电信号进行调理的信号调理电路。

所述的弹性敏感元件的最下层为五氧化二钽膜，五氧化二钽膜的上端为二氧化硅膜，二氧化硅膜的上端为电阻膜的上端为保护膜，保护膜的上端设置有金膜。

本发明的有益效果：本发明所需设备包括计算机及显示设备，不需要鹰眼技术所需要的高速摄像机，不需要复杂的三维重建，本发明利用设置在边线上的压力传感器来探测球是否掉落在边界线上并将结果在显示设备上显示出来；总的，本发明具有结构简单、成本低廉、使用方便的优点。

附图说明

图1是本发明一种网球边界判断装置的示意图。

图2是本发明一种网球边界判断装置的边线贴结构示意图。

图3是本发明一种网球边界判断装置的弹性敏感元件的结构示意图。

图4是本发明一种网球边界判断装置的传感器工作示意图。

图5是本发明一种网球边界判断装置的惠斯通全桥应变电路图。

图6是本发明一种网球边界判断装置的电桥补偿电路图。

图中：1、球网 2、单打边线贴 3、双打边线贴 4、中线标记 5、网球底线贴 6、Alley区 7、五氧化二钽膜 8、电阻膜 9、金膜 10、保护膜 11、二氧化硅膜 12、边界线着色层 13、传感器保护层 14、薄膜压力传感器层 15、薄膜压力传感器层基板层 16、隔热层 。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

图1、图2、图3、图4、图5、图6是为实施例一示出的一种网球边界判断装置的结构示意图，如图1所示，该网球边界判断装置包含有网球底线贴5，网球底线贴5的两端设置有与网球底线贴5相垂直的双打边线贴3，网球底线贴5与双打边线贴3连接，双打边线贴3的内侧设置有与双打边线贴3平行的并且与网球底线贴5相垂直的单打边线贴2，单打边线贴2与网球底线贴5连接，单打边线贴2与双打边线贴3之间的区域构成Alley区6，网球底线贴5的中间设置有中线标记4，双打边线贴3的中间设置有球网1；所述的网球边界判断装置还包含有用于对数据进行计算的计算机和将计算结果进行显示的显示设备；所述的网球底线贴5由5层结构组成，最外层为边界线着色层12，边界线着色层12的下端为传感器保护层13，传感器保护层13的下端为薄膜压力传感器层14，薄膜压力传感器层14的下端为薄膜压力传感器层基板层15，薄膜压力传感器层基板层15的下端为隔热层16，所述的薄膜压力传感器层基板层15设置有温度传感器，薄膜压力传感器层14和温度传感器将数据传回计算机进行相关计算；所述的薄膜压力传感器层14包含有将被测压力转换成弹性形变的弹性敏感元件，能将弹性敏感元件的弹性形变转换成电信号输出的转换元件和对电信号进行调理的信号调理电路；所述的弹性敏感元件的最下层为五氧化二钽膜7，五氧化二钽膜7的上端为二氧化硅膜11，二氧化硅膜11的上端为电阻膜8的上端为保护膜10，保护膜10的上端设置有金膜9；

弹性敏感元件的五氧化二钽膜7 使得弹性膜片材料与二氧化硅膜11绝缘材料通过五氧化二钽膜7很好地粘附，同时五氧化二钽膜7也是一层性能优越的绝缘膜，二氧化硅膜11在转换电路与弹性敏感元件衬底之间起到绝缘作用，电阻膜8为应变电阻膜，经光刻工艺将电阻膜8均匀的刻蚀成若干个栅条电阻，按设计要求分布在二氧化硅膜11的上端面，受压时薄膜电阻随弹性元件产生变形，电阻的阻值相应改变，通过电路将阻值的变化转换成电压信号输出，保护膜10主要是阻断电阻膜8与空气和传感器保护层13的接触，金膜9与电阻膜8相通，起到导电电极的作用，

薄膜压力传感器层14的工作原理为电阻应变式，电阻变化率相对较小，所以转换电路采用了惠斯通全桥应变电路，这种测量电路基友灵敏度高，测量范围宽，电路结构简单，精度高，容易实现温度补偿等优点，热效应的存在使得薄膜电阻的阻值随环境温度的改变而改变，同时在工艺操作过程中存在系统误差，这就使得传感器的测量电路有一定的初始零点误差和温度误差，这两个误差超过了误差标准范围需要进行补偿，薄膜压力传感器层14中的转换元件的测量电路采用一体化结构的设计“生长”在弹性敏感元件表面，测量电路的动态响应速度快，

对惠斯通电桥进行零点补偿最简单的方法是在路桥中串联一个由精密电阻材料制作的丝绕电阻，可以将薄膜压力传感器层14的零点和温度补偿控制在允许误差范围内，同时通过XTR106集成电路对薄膜压力传感器层14输出的微弱的毫伏级电信号当大，转换成适合远距离传输的4-20mA的标准电流信号，而且通过电路的线性补偿功能来补偿了非线性误差，提高了测量精度，

同时采用MAX1452数字补偿电路集信号处理、温度补偿与一体，通过温度传感器监测环境温度，温度值经A/D转换为地址指针，通过调用此地所指的零点和满量程的补偿温度系数，经D/A转换后对薄膜压力传感器层14输出零点和满量程的温度漂移进行修正，MAX1452数字补偿电路对薄膜压力传感器层14进行补偿，可以降低薄膜压力传感器层14的功耗，提高抗干扰性，可靠性和测量精度；

当球落在网球底线贴5或单打边线贴2上时，网球底线贴5或单打边线贴2的薄膜压力传感器层14中的弹性敏感元件感受压力或压强而产生变形，电阻膜8的阻值发生改变，使得电阻桥路输出一个电信号，然后将电信号调理成理想的信号输出，计算机接收到信号之后对信号进行快速的计算并将结果在显示设备上进行显示，当单打时球落在单打边线贴2或网球底线贴5上此时显示设备显示为界内，当双打时球落在网球底线贴5或双打边线贴3上此时显示设备显示为界内；总的，本发明具有结构简单、成本低廉、使用方便的优点。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。