Dijital ultrasonik telemetrenin geliştirilmesi
1. Giriş
Ultrasonik dalgalar, iyi yönlülük, konsantre enerji, iletim sırasında düşük zayıflama ve güçlü yansıtma yeteneği ile gazlarda, sıvılarda ve katılarda farklı hızlarda yayılır. Ultrasonik dalgalar belirli bir hızda yönsel olarak yayılabilir, engellerle karşılaştıktan sonra yansımaların oluşması, bu özelliğin kullanılmasıyla ultrasonik gidiş-dönüş süresinin belirlenmesi yoluyla gerçek mesafeden hesaplanabilmektedir. nesneye olan mesafenin temas ölçümü. Ultrasonik mesafe ölçümü hızlı, kullanışlıdır ve ışıktan ve diğer faktörlerden etkilenmez; hidrolojik seviye ölçümü, bina şantiye ölçümü, saha konumu izleme, araç ters engel tespiti, mobil makinelerde algılama ve konumlandırma ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılır. Bu yazıda, dijital ultrasonik uzaklık ölçerin tasarımı, ultrasonik gidiş-dönüş süresi girişi yoluyla belirli bir frekansta saat darbe sayımının sayıcıya yapılması ve ardından ilgili ölçüm mesafesinin görüntülenmesidir.
2, ultrasonik uzaklık ölçer devre bileşimi ve çalışma prensibi
Ultrasonik üretim devresi, ultrasonik alma ve yükseltme devresi, sayma ve görüntüleme devresi ile ultrasonik uzaklık ölçer.
2.1 Ultrasonik üretim devresi
Ultrasonik üretim devresi. Çift zamanlayıcı EN556 (U2b) tek kararlı tetikleyici. R6 ve C6 bir diferansiyel devre oluşturur, rolü şudur: S2 tuşuna basıldığında, düşük seviye pozitif ve negatif ani darbeye dönüşür, VD1'den sonra negatif ani darbeyi alır ve tek kararlı tetikleyici flip-flop'u tetikler. Tek kararlı flip-flop çıkışının yüksek seviyesi yaklaşık 1 ms sürer, yani tw ≈ 1.1R5C5 ≈ 1 ms. EN556 (U2n) bir çoklu tünel osilatöründen oluşur, salınım frekansı f1=1/T1 ≈ 1/{0.7 [(R1 + R2) + 2 (R{{ 24}} R4)] C3 ≈ 40kHz. osilatör salınımının salınımı, tek kararlı tetikleme çıkış seviyesi tarafından kontrol edilir. Tek kararlı tetik yüksek bir seviye çıkışı verdiğinde, çok ayarlı osilatör salınımlar üretir ve EN556'nın pin 5'i, 40 kHz frekansta ve yaklaşık %50 görev döngüsünde yaklaşık 40 dikdörtgen darbe üretir. Çoklu harmonik osilatörün başlatma aşamasının kararsızlığı göz önüne alındığında, tasarım daha fazla sayıda darbe üretecek şekilde tasarlanmıştır. Çıkış darbelerinin sayısı çok küçükse emisyon yoğunluğu küçüktür ve ölçüm mesafesi kısadır. Nem sensörü probu, paslanmaz çelik ısıtıcı PT100 sensörü, dökme alüminyum ısıtıcı, ısıtma bobini Akışkan solenoid valfi Ancak darbe sayısı çok fazla, başlatma süresi uzun ve darbe dizisi henüz başlatılmamış ölçülecek nesne nispeten yakın olduğundan, ilk başlatılan darbeler tarafından oluşturulan yankının alıcı uca ulaşmasıyla sonuçlanır, bu da aralık sonuçlarını etkiler ve değişen kör noktanın artmasına neden olur. 74HC04 (U1) U1a~U1e Ultrasonik darbe sürücü devresinin bileşimi, sürücü ultrasonik iletim sensörü darbe voltajı genliğini, etkili elektriksel / akustik dönüşümü iyileştirebilir, ultrasonik dalgaları başlatma yeteneğini geliştirebilir, ölçüm mesafesini artırabilir. 40kHz darbe dizisi U1a boyunca ters çevrilir ve ardından U1b ve U1e tarafından paralel invertörde ters çevrilir; diğer tarafta U1c ve U1d'nin güneyinde paralel evirici şeklinde ters çevrilmiştir.
