Opracowanie cyfrowego dalmierza ultradźwiękowego
1. Wstęp
Fale ultradźwiękowe rozchodzą się z różnymi prędkościami w gazach, cieczach i ciałach stałych, charakteryzują się dobrą kierunkowością, skoncentrowaną energią, niskim tłumieniem podczas transmisji i dużą zdolnością odbicia. Fale ultradźwiękowe mogą rozchodzić się z określoną prędkością w sposób kierunkowy, powstawanie odbić po napotkaniu przeszkód, wykorzystanie tej funkcji, poprzez określenie czasu przejścia ultradźwiękowego w obie strony, można obliczyć na podstawie rzeczywistej odległości, tak aby uzyskać nie- kontaktowy pomiar odległości do obiektu. Ultradźwiękowy pomiar odległości jest szybki, wygodny i nie ma na niego wpływu światło ani inne czynniki, szeroko stosowany w pomiarach poziomu hydrologicznego, pomiarach na placu budowy, monitorowaniu lokalizacji miejsca, wykrywaniu przeszkód cofania pojazdu, maszynach mobilnych do wykrywania i pozycjonowania oraz w innych dziedzinach. W artykule zaprojektowano cyfrowy dalmierz ultradźwiękowy, który poprzez ultradźwiękowe wprowadzenie czasu podróży w obie strony do licznika przy określonej częstotliwości zliczał impulsy zegarowe, a następnie wyświetlał odpowiednią odległość pomiaru.
2, skład obwodu dalmierza ultradźwiękowego i zasada działania
Dalmierz ultradźwiękowy z obwodem generowania ultradźwiękowego, ultradźwiękowym obwodem odbiorczym i wzmacniającym, obwodem zliczającym i wyświetlającym.
2.1 Obwód generacji ultradźwiękowej
Obwód generacji ultradźwiękowej. Wyzwalacz monostabilny z podwójnym timerem EN556 (U2b). R6 i C6 tworzą obwód różnicowy, jego rola jest następująca: po naciśnięciu klawisza S2 niski poziom przechodzi w dodatni i ujemny impuls impulsowy, po VD1 w celu uzyskania ujemnego impulsu szczytowego, wyzwalając monostabilny przerzutnik wyzwalający. Monostabilny wysoki poziom wyjściowy przerzutnika trwa około 1 ms, czyli tw ≈ 1.1R5C5 ≈ 1 ms. EN556 (U2n) złożony z oscylatora tunelowego, częstotliwość oscylacji f1=1/T1 ≈ 1/{0.7 [(R1 + R2) + 2 (R{{ 24}} R4)] C3 ≈ 40 kHz. oscylacja oscylatora jest kontrolowana przez monostabilny poziom wyjściowy wyzwalacza. Gdy wyzwalacz monostabilny generuje wysoki poziom, polistrojony oscylator generuje oscylacje, a pin 5 układu EN556 generuje na wyjściu około 40 prostokątnych impulsów o częstotliwości 40 kHz i współczynniku wypełnienia około 50%. Biorąc pod uwagę niestabilność fazy rozruchu oscylatora wieloharmonicznego, projekt zaprojektowano tak, aby generował większą liczbę impulsów. Jeśli liczba impulsów wyjściowych jest zbyt mała, intensywność emisji jest mała, a odległość pomiaru jest krótka. Sonda czujnika wilgotności, grzałka ze stali nierdzewnej, czujnik PT100, grzałka z odlewu aluminiowego, cewka grzejna. Elektrozawór płynu. Jednakże liczba impulsów jest zbyt duża, czas trwania uruchomienia jest długi, a ciąg impulsów nie został jeszcze uruchomiony, gdy odległość od mierzony obiekt znajduje się stosunkowo blisko, co powoduje, że echo generowane przez impulsy wyemitowane jako pierwsze dotrze do końca odbiorczego, co wpływa na wyniki pomiaru odległości, powodując zwiększenie martwego punktu pomiaru. 74HC04 (U1) U1a~U1e Skład obwodu napędu impulsów ultradźwiękowych, może poprawić amplitudę napięcia impulsu czujnika transmisji ultradźwiękowej napędu, efektywną konwersję elektryczną/akustyczną, zwiększyć zdolność do uruchamiania fal ultradźwiękowych, zwiększyć odległość pomiaru. Ciąg impulsów 40 kHz na całej długości przez U1a odwrócony, a następnie przez U1b i U1e w trybie równoległym odwrócony; w drugą stronę na południe od U1c i U1d odwrócone w falowniku równoległym.
