Digitális ultrahangos távolságmérő fejlesztése
1. Bemutatkozás
Az ultrahanghullámok különböző sebességgel terjednek gázokban, folyadékokban és szilárd anyagokban, jó irányítottsággal, koncentrált energiával, alacsony átviteli csillapítással és erős visszaverő képességgel. Az ultrahanghullámok meghatározott sebességgel, irányítottan terjedhetnek, a visszaverődések kialakulása az akadályokba ütközés után, ennek a funkciónak a használata, az ultrahangos oda-vissza idő meghatározásán keresztül a tényleges távolságból számítható ki, így nem a tárgy távolságának érintkezési mérése. Az ultrahangos távolságmérés gyors, kényelmes, és nem befolyásolja a fény és más tényezők, széles körben használják a hidrológiai szintmérésben, az építési terület mérésében, a helyszíni helymegfigyelésben, a járművek tolató akadályainak észlelésében, a mobil gépek észlelésében és helymeghatározásában és egyéb területeken. Ebben a cikkben a digitális ultrahangos távolságmérő tervezése az ultrahangos oda-vissza idő bemenetén keresztül a számlálóhoz egy adott frekvenciájú órajel-impulzus számlálással, majd a megfelelő mérési távolság megjelenítésével.
2, ultrahangos távolságmérő áramkör összetétele és működési elve
Ultrahangos távolságmérő ultrahangos generáló áramkörrel, ultrahangos vevő és erősítő áramkör, számláló és kijelző áramkör.
2.1 Ultrahangos generáló áramkör
Ultrahangos generáló áramkör. Kettős időzítő EN556 (U2b) monostabil trigger. R6 és C6 differenciál áramkört alkotnak, szerepe: az S2 gomb megnyomásakor az alacsony szint pozitív és negatív tüske impulzusba kerül, a VD1 után a negatív tüske impulzushoz jut, kiváltva a monostabil trigger flip-flopot. A monostabil flip-flop kimeneti magas szint körülbelül 1 ms-ig tart, azaz tw ≈ 1,1R5C5 ≈ 1 ms. EN556 (U2n), amely egy polialagút oszcillátorból áll, rezgési frekvencia f1=1/T1 ≈ 1/{0.7 [(R1 + R2) + 2 (R{{ 24}} R4)] C3 ≈ 40 kHz. az oszcillátor oszcillációjának rezgését a monostabil trigger kimeneti szint szabályozza. Amikor a monostabil trigger magas szintet ad ki, a többszörösen hangolt oszcillátor oszcillációkat generál, és az EN556 5. érintkezője körülbelül 40 téglalap alakú impulzust ad ki 40 kHz-es frekvenciával és körülbelül 50%-os munkaciklussal. Figyelembe véve a többharmonikus oszcillátor indítási fázisának instabilitását, a tervezést úgy tervezték, hogy ma nagyobb számú impulzust adjon ki. Ha a kimeneti impulzusok száma túl kicsi, akkor az emisszió intenzitása kicsi és a mérési távolság rövid. Páratartalom érzékelő szonda , , rozsdamentes acél fűtőtest PT100 érzékelő , , öntött alumínium fűtőtest , fűtőspirál Folyadék mágnesszelep Azonban az impulzusok száma túl sok, az indítási időtartam hosszú, és az impulzussor még nem indult el, amikor a távolság a mérendő tárgy viszonylag közel van, ami azt eredményezi, hogy az elsőként indított impulzusok által keltett visszhang a vevőoldalra érkezik, ami befolyásolja a távolsági eredményeket, ami a távolsági holttér növekedését eredményezi. 74HC04 (U1) U1a ~ U1e Az ultrahangos impulzusmeghajtó áramkör összetétele, javíthatja a meghajtó ultrahangos átviteli érzékelőjének impulzusfeszültség-amplitúdóját, hatékony elektromos / akusztikus átalakítást, javíthatja az ultrahanghullámok indításának képességét, növelheti a mérési távolságot. 40 kHz-es impulzussor az U1a-n végig fordított, majd az U1b és U1e párhuzamosan inverter megfordítva; a másik úton az U1c és U1d déli részén párhuzamos inverterrel invertált.
