Digitaalisen ultraäänietäisyysmittarin kehitys
1. Esittely
Ultraääniaallot etenevät eri nopeuksilla kaasuissa, nesteissä ja kiinteissä aineissa, joilla on hyvä suuntaus, keskittynyt energia, alhainen vaimennus lähetyksen aikana ja vahva heijastuskyky. Ultraääniaallot voivat levitä tietyllä nopeudella suunnatulla tavalla, heijastusten muodostuminen esteiden kohtaamisen jälkeen, tämän ominaisuuden käyttö ultraäänen edestakaisen matka-ajan määrittämisen kautta voidaan laskea todellisesta etäisyydestä, jotta saavutetaan ei- kosketusmittaus etäisyyden kohteeseen. Ultraäänietäisyysmittaus on nopeaa, kätevää, eikä siihen vaikuta valo ja muut tekijät, ja sitä käytetään laajalti hydrologisen tason mittauksessa, rakennustyömaan mittauksessa, työmaan sijainnin valvonnassa, ajoneuvon peruutusesteen havaitsemisessa, liikkuvien koneiden havaitsemisessa ja paikantamisessa ja muilla aloilla. Tässä paperissa, suunnittelu digitaalisen ultraäänietäisyysmittari kautta ultraääni edestakainen aika tulo laskuri tietyllä taajuudella kellon pulssin laskenta, ja sitten näyttää vastaava mittausetäisyys.
2, ultraäänietäisyysmittarin piirin koostumus ja toimintaperiaate
Ultraäänietäisyysmittari ultraäänigenerointipiirillä, ultraäänivastaanotto- ja vahvistuspiiri, laskenta- ja näyttöpiiri.
2.1 Ultraäänigenerointipiiri
Ultraäänituotantopiiri. Kaksoisajastin EN556 (U2b) monostabiili liipaisin. R6 ja C6 muodostavat differentiaalipiirin, sen tehtävänä on: kun näppäintä S2 painetaan, alhainen taso positiiviseksi ja negatiiviseksi piikkipulssiksi, VD1:n jälkeen saada negatiivinen piikkipulssi, laukaisee monostabiilin liipaisimen flip-flop. Monostabilisin lähdön korkea taso kestää noin 1 ms, eli tw ≈ 1,1R5C5 ≈ 1 ms. EN556 (U2n), joka koostuu polytunnelioskillaattorista, värähtelytaajuus f1=1/T1 ≈ 1/{0.7 [(R1 + R2) + 2 (R{{ 24}} R4)] C3 ≈ 40 kHz. oskillaattorin värähtelyn värähtelyä ohjaa monostabiili liipaisimen lähtötaso. Kun monostabiili liipaisin tuottaa korkean tason, moniviritetty oskillaattori synnyttää värähtelyjä, ja EN556:n nasta 5 tuottaa noin 40 suorakulmaista pulssia taajuudella 40 kHz ja käyttösuhteella noin 50 %. Ottaen huomioon moniharmonisen oskillaattorin käynnistysvaiheen epävakauden, suunnittelu on suunniteltu tuottamaan ma suurempi määrä pulsseja. Jos lähtöpulssien määrä on liian pieni, emissiointensiteetti on pieni ja mittausetäisyys lyhyt. Kosteusanturin anturi , , ruostumattomasta teräksestä valmistettu lämmitin PT100 anturi , , alumiinivalettu lämmitin , lämmityspatteri Nestemagneettiventtiili Pulssien määrä on kuitenkin liian suuri, laukaisuaika on pitkä ja pulssijonoa ei ole vielä käynnistetty, kun etäisyys mitattava kohde on suhteellisen lähellä, mikä johtaa siihen, että ensin laukaistujen pulssien synnyttämä kaiku saapuu vastaanottopäähän, mikä vaikuttaa etäisyystuloksiin, mikä johtaa etäisyyden kuolleen kulman kasvuun. 74HC04 (U1) U1a ~ U1e Ultraäänipulssiohjauspiirin kokoonpano voi parantaa aseman ultraäänilähetysanturin pulssijännitteen amplitudia, tehokasta sähköistä / akustista muuntamista, parantaa kykyä laukaista ultraääniaaltoja, lisätä mittausetäisyyttä. 40 kHz:n pulssijono koko matkan U1a:n läpi käännettynä, ja sitten U1b:n ja U1e:n rinnakkain invertteri käänteisesti; toiseen suuntaan U1c:n ja U1d:n eteläpuolella käänteinen rinnakkain invertteri.
