本发明涉及触摸屏技术领域，尤其涉及一种超声波传播自动消除温差漂移的方法。
背景技术
众所周知，触摸屏的输入系统由触摸屏体、触摸屏控制系统、相应的控制装置和相应程序构成。其中，触摸屏控制器从触点检测触摸信息，并将触摸点转换成触摸坐标，再送给cpu，它同时接收主机cpu的命令并执行。触摸屏的基本原理是：用手指或者其他物体接触到显示器前端的触摸屏体时，所触摸的位置（以坐标的形式）由触摸屏控制器检测，并通过串口（rs232）或者usb送到主机cpu，从而确定输入信息。
现有技术中，超声波输入系统中触摸坐标的确定方法是基于表面声波，其工作原理为：先由超声波笔内的发射换能器发射超声波，超声波经笔芯内部和触摸屏体内部传播后到达接收换能器。但在实际使用过程中，由于触摸屏体和触摸检测电气设备等电气参数会随温度的变化而变化，相应地导致超声波在笔芯和触摸屏体中的传播速度也会发生变化，即超声波的传播速度易随触摸屏体温度漂移变化而变化，最终结果就是容易出现触摸坐标发生漂移和触摸精度差的问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种超声波传播自动消除温差漂移的方法，本发明能够根据外界温度的变化，自动对超声波在超声波笔和触摸屏体中的传输速度进行补偿，达到准确触摸的目的。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种超声波传播自动消除温差漂移的方法，其特征在于：
设定超声波初始速度为v0，超声波笔初始温度为t0，超声波笔实时温度为t0＇，触摸屏体初始温度为t1，触摸屏体实时温度为t1＇；
当超声波笔实时温度t0＇与超声波笔初始温度t0之间的温差大于设定阈值时，控制器将超声波初始速度v0修正为实时传播速度v1，所述实时传播速度v1为超声波在笔芯内的传播速度，修正后，超声波以实时传播速度v1进入触摸屏体；
当触摸屏体实时温度t1＇与触摸屏体初始温度t1之间的温差大于设定阈值时，控制器将实时传播速度v1修正为实时传播速度v2，所述实时传播速度v2为超声波在触摸屏体内的传播速度，修正后，控制器根据实时传播速度v2确定触摸坐标。
所述控制器根据高分子物质声速随温度变化关系修正超声波传播速度。
所述超声波笔初始温度t0和超声波笔实时温度t0＇均由设置在笔芯上且与控制器连接的温度传感器a进行检测。
所述温度传感器a的数量至少为一个。
所述触摸屏体初始温度t1和触摸屏体实时温度t1＇均由设置在触摸屏体上且与控制器连接的温度传感器b进行检测。
所述温度传感器b的数量至少为一个。
采用本发明的优点在于：
一、本发明能够根据外界温度的变化，并无需人工的干预，自动地对超声波在超声波笔中的传播速度和在触摸屏体中的传播速度进行补偿，实现对触摸坐标的实时校正，从而达到准确触摸的目的。
二、本发明只需使用温度传感器设置在笔芯和触摸屏体上即可实现温度采集，再利用mcu控制器即可很方便地实现速度补偿，从而达到自动消除温差漂移的目的。
三、本发明根据实时采集的温度值与初始温度值之差是否大于设定阈值来启动速度补偿，算法补偿中超声波速度可以采用查表方式获取，也可以采用公式获取，具有算法简单和准确性高等优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中超声波笔的结构示意图。
图3为本发明中高分子物质声速随温度变化关系的测试图。
图4为本发明中的三组测试数据。
图5为本发明中的高分子物质声速随温度变化关系图。
图中标记为：1、超声波笔，2、触摸屏体，3、控制器，4、温度传感器a，5、温度传感器b，6、笔芯。
具体实施方式
一种超声波传播自动消除温差漂移的方法，首先，设定超声波初始速度为v0，超声波笔1初始温度为t0，超声波笔1实时温度为t0＇，触摸屏体2初始温度为t1，触摸屏体2实时温度为t1＇。其中，超声波初始速度v0、超声波笔1初始温度t0和触摸屏体2初始温度t1存储在控制器3的非易失存储模块中。
书写时，当控制器3检测到超声波笔1实时温度t0＇与超声波笔1初始温度t0之间的温差大于设定阈值时，控制器3将超声波初始速度v0修正为实时传播速度v1，所述实时传播速度v1为超声波在笔芯6内的传播速度，修正后，超声波以实时传播速度v1进入触摸屏体2。反之，当控制器3检测到超声波笔1实时温度t0＇与超声波笔1初始温度t0之间的温差小于设定阈值时，控制器3不对超声波初始速度v0进行修正，超声波以初始速度v0进入触摸屏体2。
当控制器3检测到触摸屏体2实时温度t1＇与触摸屏体2初始温度t1之间的温差大于设定阈值时，控制器3将实时传播速度v1修正为实时传播速度v2，所述实时传播速度v2为超声波在触摸屏体2内的传播速度，修正后，超声波以实时传播速度v2到达接收换能器，控制器3根据实时传播速度v2确定触摸坐标。反之，当触摸屏体2实时温度t1＇与触摸屏体2初始温度t1之间的温差小于设定阈值时，控制器3不对初始速度v0或实时传播速度v1进行修正，超声波以初始速度v0或实时传播速度v1到达接收换能器，控制器3根据初始速度v0或实时传播速度v1确定触摸坐标。
本发明中，所述控制器3根据高分子物质声速随温度变化关系修正超声波传播速度，其中的高分子物质声速随温度变化关系根据如下试验得出：
1、准备高低温箱、示波器、有机玻璃板或聚乙烯板、导线、电路板(220k发射、220k接收)、陶瓷接收器、陶瓷发射器、电烙铁等实验工具。
2、在有机玻璃板或聚乙烯板上依次描点，本次实验共描①、②、③三个点，各点的间距为5cm，如图3所示。
3、准备好电路板以及接收/发射陶瓷片，把接收/发射陶瓷片紧贴在有机玻璃板或聚乙烯板上，然后放入到高低温箱。
4、把发送和接收测试点，与示波器探头相连接。
5、把高低温箱试验箱，设置在相应的温度（本次为：20摄氏度）。
6、实验平台的搭建完成。
7、检验电路以及实验系统，检查是否准备ok。
8、开始实验，控制实验温度，观察现象，并记录位置数据、时间数据。本次实验测试出超声波在有机玻璃板内传播的三组数据，如图4所示。
9、根据测试数据得出超声波在有机玻璃板或或聚乙烯板内随温度变化曲线图，即得出高分子物质声速随温度变化关系图，如图5所示。
实验结果：在温度为20摄氏度时，超声波在有机玻璃板中以2604.17m/s的速度，比较平稳的传播，其他温度可以依次类似。
本发明中，所述超声波笔1初始温度t0和超声波笔1实时温度t0＇均由设置在笔芯6上且与控制器3连接的温度传感器a4进行检测，所述温度传感器a4的数量至少为一个。进一步的，所述温度传感器a4粘接设置在笔芯6上。
本发明中，所述触摸屏体2初始温度t1和触摸屏体2实时温度t1＇均由设置在触摸屏体2上且与控制器3连接的温度传感器b5进行检测，所述温度传感器b5的数量至少为一个。进一步的，当温度传感器b5的数量为多个时，既可同时设置在触摸屏体2的正面，也可同时设置在触摸屏体2的背面，还可同时设置在触摸屏体2的正面和背面。更进一步的，所述温度传感器b5与触摸屏体2粘接连接。
本发明中，所述温度传感器的灵敏度和温度检测范围可以自由选择，可以根据自己的需要选择合适的温度传感器，如:模拟温度传感器、数字温度传感器或者采用热敏电阻等模拟测温装置。
本发明中，所述笔芯6为棒状结构，安装在超声波笔1的笔壳内，用于将发射换能器发出的超声波传播至触摸屏体2。
本发明中的温度修正程序可以有多种实现方法。由于本发明主要强调触摸屏的位置精度和超声波速度，所以采用的温度修正程序较为简单。通过实验发现，温度变化在10摄氏度以内时，触点坐标与显示坐标偏差不大，对于1024x1024的分辨率来说，最大偏差为4个像素。因此，可以根据精度要求采用不同阶梯温度，把温差进行分档。例如，可以以10摄氏度温差为一个梯度进行修正，温差在10摄氏度以内，不进行修。
本发明中，控制器3（mcu）采用st公司的stm32f103,温度修正程序采用以10摄氏度分档的算法，通过实验和实际使用的验证，几乎对触摸屏系统的触摸响应速度没有影响。
本发明采用了上述处理方法，可以把触摸屏系统中所有由温度变化引起的超声波速度的变化与显示位置的偏差排除，并且所有过程都在触摸屏控制器3上自动完成，不需要增加用户的额外操作，方便快捷。