Разработка на цифров ултразвуков далекомер
1. Въведение
Ултразвуковите вълни се разпространяват с различни скорости в газове, течности и твърди вещества, с добра насоченост, концентрирана енергия, ниско затихване по време на предаване и силна отразяваща способност. Ултразвуковите вълни могат да се разпространяват с определена скорост по насочен начин, образуването на отражения след среща с препятствия, използването на тази функция чрез определяне на ултразвуковото време за обиколка може да се изчисли от действителното разстояние, така че да се постигне не- контактно измерване на разстоянието до обекта. Ултразвуковото измерване на разстоянието е бързо, удобно и не се влияе от светлина и други фактори, широко използвано при измерване на хидрологично ниво, измерване на строителни площадки, наблюдение на местоположението на обекта, откриване на препятствия при движение на заден ход, мобилни машини за откриване и позициониране и други области. В тази статия, дизайнът на цифровия ултразвуков далекомер чрез ултразвуковото време за двупосочно преброяване на брояча при определена честота на часовниковия импулс, след което се показва съответното разстояние за измерване.
2, състав на схемата на ултразвуков далекомер и принцип на работа
Ултразвуков далекомер от веригата за генериране на ултразвук, верига за приемане и усилване на ултразвук, верига за броене и показване.
2.1 Схема за генериране на ултразвук
Верига за генериране на ултразвук. Двоен таймер EN556 (U2b) моностабилен тригер. R6 и C6 съставляват диференциална верига, нейната роля е: когато се натисне клавиш S2, ниското ниво се превръща в положителен и отрицателен пиков импулс, след VD1, за да се получи отрицателен пиков импулс, задействайки моностабилния тригерен тригер. Високото ниво на изход на моностабилен тригер продължава около 1 ms, т.е. tw ≈ 1.1R5C5 ≈ 1 ms. EN556 (U2n), съставен от политунелен осцилатор, честота на трептене f1=1/T1 ≈ 1/{0.7 [(R1 + R2) + 2 (R{{ 24}} R4)] C3 ≈ 40kHz. трептенето на осцилаторното трептене се контролира от моностабилното изходно ниво на тригера. Когато моностабилният тригер изведе високо ниво, полинастроеният осцилатор генерира трептения, а щифт 5 на EN556 извежда около 40 правоъгълни импулса с честота 40kHz и работен цикъл около 50%. Като се има предвид нестабилността на фазата на стартиране на мулти-хармоничния осцилатор, дизайнът е проектиран да извежда по-голям брой импулси. Ако броят на изходните импулси е твърде малък, интензитетът на излъчване е малък и разстоянието на измерване е кратко. Сонда за сензор за влажност, , нагревател от неръждаема стомана Сензор PT100, нагревател от лят алуминий, нагревателна намотка Електромагнитен клапан за течност Въпреки това, броят на импулсите е твърде голям, продължителността на стартиране е дълга и импулсният низ все още не е стартиран, когато разстоянието от обектът, който ще се измерва, е относително близо, което води до ехото, генерирано от импулсите, пуснати първи, ще пристигне в приемащия край, което се отразява на резултатите от обхвата, което води до увеличаване на сляпото петно за обхват. 74HC04 (U1) U1a~U1e Състав на ултразвукова импулсна задвижваща верига, може да подобри амплитудата на импулсното напрежение на задвижващия ултразвуков сензор за предаване, ефективно електрическо/акустично преобразуване, подобряване на способността за стартиране на ултразвукови вълни, увеличаване на разстоянието за измерване. 40kHz импулсен низ по целия път през U1a обърнат, а след това от U1b и U1e в паралелен инвертор обърнат; другият път през южната част на U1c и U1d обърнат в паралелен инвертор.
