Vývoj digitálneho ultrazvukového diaľkomeru
1. Úvod
Ultrazvukové vlny sa šíria rôznou rýchlosťou v plynoch, kvapalinách a pevných látkach, s dobrou smerovosťou, koncentrovanou energiou, nízkym útlmom pri prenose a silnou odrazovou schopnosťou. Ultrazvukové vlny sa môžu šíriť určitou rýchlosťou smerovým spôsobom, vznik odrazov po stretnutí s prekážkami, využitie tejto funkcie, prostredníctvom určenia ultrazvukového spiatočného času možno vypočítať zo skutočnej vzdialenosti tak, aby sa nedosiahlo kontaktné meranie vzdialenosti od objektu. Ultrazvukové meranie vzdialenosti je rýchle, pohodlné a nie je ovplyvnené svetlom a inými faktormi, široko používané pri meraní hydrologickej hladiny, meraní na stavenisku, monitorovaní polohy staveniska, detekcii prekážok pri cúvaní vozidiel, mobilných strojoch do detekcie a polohovania a ďalších oblastiach. V tomto dokumente je návrh digitálneho ultrazvukového diaľkomeru prostredníctvom ultrazvukového spiatočného časového vstupu do počítadla pri špecifickej frekvencii počítania hodinových impulzov a potom sa zobrazí zodpovedajúca meracia vzdialenosť.
2, zloženie obvodu ultrazvukového diaľkomeru a princíp fungovania
Ultrazvukový diaľkomer s obvodom generovania ultrazvuku, obvodom ultrazvukového príjmu a zosilnenia, obvodom počítania a zobrazenia.
2.1 Okruh generovania ultrazvuku
Generačný obvod ultrazvuku. Duálny časovač EN556 (U2b) monostabilná spúšť. R6 a C6 tvoria diferenciálny obvod, jeho úlohou je: po stlačení klávesu S2, nízka úroveň prejde do kladného a záporného špičkového impulzu, po VD1 sa dostane záporný špičkový impulz, čím sa spustí monostabilný spúšťací klopný obvod. Vysoká úroveň výstupu monostabilného klopného obvodu trvá približne 1 ms, teda tw ≈ 1.1R5C5 ≈ 1 ms. EN556 (U2n) zložený z polytunelového oscilátora, frekvencia oscilácií f1=1/T1 ≈ 1/{0.7 [(R1 + R2) + 2 (R{{ 24}} R4)] C3 ≈ 40 kHz. kmitanie kmitania oscilátora je riadené monostabilnou výstupnou úrovňou spúšťača. Keď monostabilný spúšťač vydáva vysokú úroveň, polyladený oscilátor generuje oscilácie a kolík 5 EN556 vydáva približne 40 pravouhlých impulzov s frekvenciou 40 kHz a pracovným cyklom približne 50 %. Vzhľadom na nestabilitu nábehovej fázy multiharmonického oscilátora je konštrukcia navrhnutá na výstup väčšieho počtu impulzov. Ak je počet výstupných impulzov príliš malý, intenzita emisie je malá a vzdialenosť merania je krátka. Sonda snímača vlhkosti , , ohrievač z nehrdzavejúcej ocele PT100 snímač , , ohrievač z liateho hliníka , vykurovacia špirála Elektromagnetický ventil tekutiny Počet impulzov je však príliš veľký, trvanie spustenia je dlhé a reťazec impulzov ešte nebol spustený, keď je vzdialenosť od objekt, ktorý sa má merať, je relatívne blízko, čo vedie k tomu, že ozvena generovaná impulzmi vypustenými ako prvá dorazí na prijímací koniec, čo ovplyvňuje výsledky merania vzdialenosti, čo vedie k zvýšeniu slepého bodu rozsahu. 74HC04 (U1) U1a~U1e Zloženie obvodu ultrazvukového impulzu, môže zlepšiť amplitúdu impulzného napätia snímača prenosu ultrazvuku, efektívnu elektrickú / akustickú konverziu, zvýšiť schopnosť spúšťať ultrazvukové vlny, zväčšiť meraciu vzdialenosť. 40 kHz impulzný reťazec cez U1a invertovaný a potom U1b a U1e v paralelnom invertovanom invertore; druhá cesta cez juh U1c a U1d invertovaná v paralelnom striedači.
