Digitaalisen ultraäänietäisyysmittauslaitteen kehittäminen
Ultraäänietäisyysmittarin piirin koostumus ja toimintaperiaate
Ultraäänietäisyysmittari koostuu ultraäänigenerointipiiristä, ultraäänivastaanoton vahvistuspiiristä, laskenta- ja näyttöpiiristä.
Ultraääni generoiva piiri
Piiri ultraääniaaltojen tuottamiseen. Kaksoisajastin EN556 (U2b) muodostaa monostabiilin liipaisimen. R6 ja C6 muodostavat differentiaalipiirin, joka toimii seuraavasti: kun painiketta S2 painetaan, matalasta tasosta tulee positiivinen ja negatiivinen huippupulssi, joka saadaan VD1:n kautta ja laukaisee monostabiilin liipaisimen käännöksen. Monostabiilin läppälähdön korkean tason kesto on noin 1ms, eli tw ≈ 1.1R5C5 ≈ 1ms. EN556 (U2n) muodostaa moniharmonisen oskillaattorin, jonka värähtelytaajuus f1=1/T1 ≈ 1/{0.7 [(R1+R2)+2 (R{{ 23}}R4)] C3 ≈ 40 kHz
Generaattorin lähtötason säätö. Kun monostabiili liipaisin tuottaa korkean tason, moniharmoninen oskillaattori värähtelee, ja EN556:n nasta 5 tuottaa noin 40 suorakulmaista pulssia taajuudella 40 kHz ja toimintasuhteella noin 50 %. Ottaen huomioon moniharmonisen oskillaattorin aloitusasteen epävakauden, sisäänmenoa varten on suunniteltu suurempi määrä m-pulsseja. Jos lähtöpulssien määrä on liian pieni, emissiointensiteetti on alhainen ja mittausetäisyys lyhyt. Kosteusanturin anturi, ruostumattomasta teräksestä valmistettu sähkölämmitysputki PT100 anturi, alumiinivalettu lämmitin, lämmityspatterin nesteen solenoidiventtiili, mutta liian monta pulssia ja pitkä päästökesto. Kun etäisyys mitattavaan kohteeseen on lähellä, pulssijonoa ei ole lähetetty kokonaan, jolloin ensimmäisen lähetetyn pulssin synnyttämä kaiku saavuttaa vastaanottopään, mikä vaikuttaa etäisyysmittaustuloksiin ja lisää etäisyysmittauksen kuolemaa pistettä. 74HC04:n (U1) U1a~U1e muodostaa ultraäänipulssiohjauspiirin, joka voi lisätä ultraäänilähetysanturia käyttävän pulssijännitteen amplitudia, suorittaa tehokkaasti sähköisen/akustisen muunnoksen, parantaa kykyä lähettää ultraääniaaltoja ja parantaa mittausta. etäisyys. Yksi 40 kHz:n pulssijonon polku käännetään U1a:n kautta ja käännetään sitten invertterin kautta, joka on kytketty rinnan U1b:n ja U1e:n kanssa; Toinen reitti on käänteinen invertterillä, joka on kytketty rinnan U1c:n ja U1d:n kanssa etelässä.
