Ανάπτυξη ψηφιακού αποστασιόμετρου υπερήχων
1. Εισαγωγή
Τα υπερηχητικά κύματα διαδίδονται με διαφορετικές ταχύτητες σε αέρια, υγρά και στερεά, με καλή κατευθυντικότητα, συγκεντρωμένη ενέργεια, χαμηλή εξασθένηση κατά τη μετάδοση και ισχυρή ανακλαστική ικανότητα. Τα υπερηχητικά κύματα μπορούν να διαδοθούν με μια ορισμένη ταχύτητα με έναν κατευθυντικό τρόπο, ο σχηματισμός αντανακλάσεων μετά την αντιμετώπιση εμποδίων, η χρήση αυτού του χαρακτηριστικού, μέσω του προσδιορισμού του χρόνου μετ' επιστροφής υπερήχων μπορεί να υπολογιστεί από την πραγματική απόσταση, έτσι ώστε να επιτευχθεί μη μέτρηση επαφής της απόστασης από το αντικείμενο. Η μέτρηση απόστασης με υπερήχους είναι γρήγορη, βολική και δεν επηρεάζεται από το φως και άλλους παράγοντες, χρησιμοποιείται ευρέως στη μέτρηση υδρολογικής στάθμης, μέτρηση εργοταξίου κτιρίου, παρακολούθηση τοποθεσίας τοποθεσίας, ανίχνευση εμποδίων με αναστροφή οχήματος, κινητά μηχανήματα στον εντοπισμό και τον εντοπισμό θέσης και άλλα πεδία. Σε αυτό το έγγραφο, ο σχεδιασμός του ψηφιακού υπερηχητικού αποστασιόμετρου μέσω της εισόδου χρόνου μετ' επιστροφής υπερήχων στον μετρητή σε μια συγκεκριμένη μέτρηση παλμών ρολογιού συχνότητας και, στη συνέχεια, εμφανίζει την αντίστοιχη απόσταση μέτρησης.
2, σύνθεση κυκλώματος αποστασιόμετρου υπερήχων και αρχή λειτουργίας
Αποστασιόμετρο υπερήχων από το κύκλωμα παραγωγής υπερήχων, κύκλωμα λήψης και ενίσχυσης υπερήχων, κύκλωμα μέτρησης και απεικόνισης.
2.1 Κύκλωμα παραγωγής υπερήχων
Κύκλωμα παραγωγής υπερήχων. Μονοσταθερή σκανδάλη διπλού χρονοδιακόπτη EN556 (U2b). Τα R6 και C6 αποτελούν ένα διαφορικό κύκλωμα, ο ρόλος του είναι: όταν πατηθεί το πλήκτρο S2, το χαμηλό επίπεδο σε θετικό και αρνητικό παλμό ακίδας, μετά το VD1 για να πάρει τον αρνητικό παλμό ακίδας, ενεργοποιώντας τη μονοσταθή σκανδάλη flip-flop. Το υψηλό επίπεδο μονοσταθερής εξόδου flip-flop διαρκεί περίπου 1ms, δηλαδή tw ≈ 1.1R5C5 ≈ 1ms. EN556 (U2n) που αποτελείται από έναν ταλαντωτή πολυσήραγγα, συχνότητα ταλάντωσης f1=1/T1 ≈ 1/{{0.7 [(R1 + R2) + 2 (R{{ 24}} R4)] C3 ≈ 40 kHz. η ταλάντωση της ταλάντωσης του ταλαντωτή ελέγχεται από το μονοσταθερό επίπεδο εξόδου της σκανδάλης. Όταν η μονοσταθερή σκανδάλη εξάγει υψηλό επίπεδο, ο πολυσυντονισμένος ταλαντωτής δημιουργεί ταλαντώσεις και η ακίδα 5 του EN556 εξάγει περίπου 40 ορθογώνιους παλμούς με συχνότητα 40 kHz και κύκλο λειτουργίας περίπου 50%. Λαμβάνοντας υπόψη την αστάθεια της φάσης εκκίνησης του πολυαρμονικού ταλαντωτή, ο σχεδιασμός έχει σχεδιαστεί για να εκπέμπει μεγαλύτερο αριθμό παλμών. Εάν ο αριθμός των παλμών εξόδου είναι πολύ μικρός, η ένταση εκπομπής είναι μικρή και η απόσταση μέτρησης μικρή. Αισθητήρας υγρασίας , , θερμαντήρας από ανοξείδωτο χάλυβα αισθητήρας PT100 , , θερμαντήρας από χυτό αλουμίνιο , πηνίο θέρμανσης Ηλεκτρική βαλβίδα υγρού Ωστόσο, ο αριθμός των παλμών είναι πάρα πολύς, η διάρκεια εκτόξευσης είναι μεγάλη και η χορδή παλμού δεν έχει ακόμη εκτοξευθεί όταν η απόσταση από το αντικείμενο που θα μετρηθεί είναι σχετικά κοντά, πράγμα που έχει ως αποτέλεσμα η ηχώ που δημιουργείται από τους παλμούς που εκτοξεύονται πρώτοι να φτάσει στο άκρο λήψης, το οποίο επηρεάζει τα αποτελέσματα της εμβέλειας, με αποτέλεσμα την αύξηση του τυφλού σημείου εμβέλειας. 74HC04 (U1) U1a~U1e Η σύνθεση του κυκλώματος κίνησης παλμών υπερήχων, μπορεί να βελτιώσει το πλάτος τάσης παλμού του αισθητήρα μετάδοσης υπερήχων, την αποτελεσματική ηλεκτρική / ακουστική μετατροπή, να ενισχύσει την ικανότητα εκτόξευσης υπερηχητικών κυμάτων, να αυξήσει την απόσταση μέτρησης. Συμβολοσειρά παλμών 40 kHz μέχρι το τέλος του U1a ανεστραμμένη και στη συνέχεια από το U1b και το U1e σε παράλληλο μετατροπέα ανεστραμμένο. από την άλλη πλευρά μέσω του νότου του U1c και του U1d ανεστραμμένα σε παράλληλο μετατροπέα.
