Digitaalse ultraheli kaugusmõõtja väljatöötamine
1. Sissejuhatus
Ultrahelilained levivad gaasides, vedelikes ja tahketes ainetes erineva kiirusega, hea suunatavuse, kontsentreeritud energiaga, vähese sumbumisega ülekande ajal ja tugeva peegeldusvõimega. Ultrahelilained võivad levida teatud kiirusega suunatult, peegelduste tekkimine pärast takistustega kokkupõrget, selle funktsiooni kasutamine ultraheli edasi-tagasi reisiaja määramise kaudu saab arvutada tegelikust kaugusest, et saavutada mitte- objekti kauguse kontaktmõõtmine. Ultraheli kauguse mõõtmine on kiire, mugav ning seda ei mõjuta valgus ega muud tegurid, mida kasutatakse laialdaselt hüdroloogilise taseme mõõtmisel, ehitusplatsi mõõtmisel, objekti asukoha jälgimisel, sõidukite tagurdamise takistuste tuvastamisel, mobiilsete masinate tuvastamisel ja positsioneerimisel ning muudes valdkondades. Selles artiklis digitaalse ultraheli kaugusmõõtja disain läbi ultraheli edasi-tagasi aja sisendi loendurile kindla sagedusega kella impulsside loendamisega ja seejärel kuvatakse vastav mõõtmiskaugus.
2, ultraheli kaugusmõõtja vooluringi koostis ja tööpõhimõte
Ultraheli kaugusmõõtur ultraheli genereerimisahelaga, ultraheli vastuvõtu- ja võimendusahel, loendus- ja kuvamisahel.
2.1 Ultraheli genereerimisahel
Ultraheli genereerimisahel. Kahe taimeri EN556 (U2b) monostabiilne päästik. R6 ja C6 moodustavad diferentsiaalahela, selle roll on järgmine: kui vajutada klahvi S2, muutub madal tase positiivseks ja negatiivseks piigiimpulsiks, pärast VD1 saada negatiivne piigiimpulss, käivitades monostabiilse päästiku flip-flop. Monostabiilse flip-flop väljundi kõrge tase kestab umbes 1 ms, see tähendab, tw ≈ 1,1R5C5 ≈ 1 ms. EN556 (U2n), mis koosneb polütunnel-ostsillaatorist, võnkesagedus f1=1/T1 ≈ 1/{0,7 [(R1 + R2) + 2 (R{{ 24}} R4)] C3 ≈ 40 kHz. ostsillaatori võnkumise võnkumist juhib monostabiilne trigeri väljundtase. Kui monostabiilne päästik annab välja kõrge taseme, genereerib polühäälestatud ostsillaator võnkumisi ja EN556 viik 5 väljastab umbes 40 ristkülikukujulist impulssi sagedusega 40 kHz ja töötsükliga umbes 50%. Arvestades mitmeharmoonilise ostsillaatori käivitusfaasi ebastabiilsust, on konstruktsioon välja töötatud suurema arvu impulsside väljastamiseks. Kui väljundimpulsside arv on liiga väike, on emissiooni intensiivsus väike ja mõõtmiskaugus lühike. Niiskusandur sond , , roostevabast terasest küttekeha PT100 andur , , valualumiiniumist küttekeha , küttespiraal Vedeliku solenoidventiil Kuid impulsside arv on liiga palju, käivitamise kestus on pikk ja impulsside jada pole veel käivitatud, kui kaugus mõõdetav objekt on suhteliselt lähedal, mistõttu esimesena käivitatud impulsside tekitatud kaja jõuab vastuvõtuotsa, mis mõjutab kauguse määramise tulemusi, mille tulemusena suureneb kauguse pimeala. 74HC04 (U1) U1a ~ U1e Ultraheli impulssajami vooluringi koostis võib parandada ajami ultraheli ülekandeanduri impulsi pinge amplituudi, tõhusat elektrilist / akustilist muundamist, suurendada ultrahelilainete käivitamise võimet, suurendada mõõtmiskaugust. 40 kHz impulsi jada kogu tee U1a ümberpööratud ja seejärel U1b ja U1e paralleelselt inverter ümberpööratud; teine tee läbi lõuna pool U1c ja U1d inverteeritud paralleelselt inverter.
