Vývoj digitálneho ultrazvukového zariadenia na meranie vzdialenosti
Zloženie obvodu a princíp činnosti ultrazvukového diaľkomeru
Ultrazvukový diaľkomer pozostáva z obvodu generovania ultrazvuku, obvodu zosilňovania príjmu ultrazvuku, počítacieho a zobrazovacieho obvodu.
Ultrazvukový generátorový obvod
Obvod na generovanie ultrazvukových vĺn. Duálny časovač EN556 (U2b) tvorí monostabilný spúšťač. R6 a C6 tvoria diferenciálny obvod, ktorý funguje nasledovne: po stlačení tlačidla S2 sa nízka úroveň stane pozitívnym a negatívnym špičkovým impulzom, ktorý sa získa cez VD1 a spustí preklopenie monostabilnej spúšte. Vysoká úroveň trvania monostabilného flip výstupu je približne 1 ms, tj tw ≈ 1.1R5C5 ≈ 1 ms. EN556 (U2n) tvorí viac harmonický oscilátor s frekvenciou oscilácií f1=1/T1 ≈ 1/{0.7 [(R1+R2)+2 (R{{ 23}}R4)] C3 ≈ 40 kHz
Ovládanie výstupnej úrovne generátora. Keď monostabilný spúšťač vydáva vysokú úroveň, multiharmonický oscilátor osciluje a kolík 5 normy EN556 vydáva približne 40 pravouhlých impulzov s frekvenciou 40 kHz a pracovným cyklom približne 50 %. Vzhľadom na nestabilitu štartovacieho stupňa multi harmonického oscilátora je na vstup navrhnutý väčší počet m-impulzov. Ak je počet výstupných impulzov príliš malý, intenzita emisie bude nízka a vzdialenosť merania bude krátka. Sonda snímača vlhkosti, snímač elektrickej vykurovacej trubice z nehrdzavejúcej ocele PT100, ohrievač z liateho hliníka, solenoidový ventil kvapaliny vykurovacej špirály, ale s príliš veľkým počtom impulzov a dlhým trvaním emisie. Keď je vzdialenosť k meranému objektu blízka, sled impulzov nebol úplne vyžarovaný, čo spôsobí, že ozvena generovaná prvým vyžarovaným impulzom dosiahne prijímací koniec, čo ovplyvní výsledky merania vzdialenosti a zvýši slepý bod merania vzdialenosti. U1a~U1e z 74HC04 (U1) tvorí ultrazvukový impulzný riadiaci obvod, ktorý môže zvýšiť amplitúdu impulzného napätia poháňajúceho snímač ultrazvukového prenosu, účinne vykonávať elektrickú / akustickú konverziu, zvýšiť schopnosť vyžarovať ultrazvukové vlny a zvýšiť meranie. vzdialenosť. Jedna cesta sledu impulzov 40 kHz je invertovaná cez U1a a potom invertovaná cez invertor pripojený paralelne k U1b a U1e; Druhá trasa je obrátená striedačom pripojeným paralelne k U1c a U1d na juhu.
