Phát triển máy đo khoảng cách siêu âm kỹ thuật số
1. Giới thiệu
Sóng siêu âm lan truyền ở các tốc độ khác nhau trong chất khí, chất lỏng và chất rắn, có tính định hướng tốt, năng lượng tập trung, độ suy giảm thấp trong quá trình truyền và khả năng phản xạ mạnh. Sóng siêu âm có thể truyền theo một hướng ở một tốc độ nhất định, sự hình thành phản xạ sau khi gặp chướng ngại vật, việc sử dụng tính năng này, thông qua việc xác định thời gian khứ hồi siêu âm có thể được tính từ khoảng cách thực tế, để đạt được hiệu quả không đo tiếp xúc khoảng cách đến vật thể. Đo khoảng cách siêu âm nhanh chóng, thuận tiện và không bị ảnh hưởng bởi ánh sáng và các yếu tố khác, được sử dụng rộng rãi trong đo mực nước thủy văn, đo lường công trường xây dựng, giám sát vị trí địa điểm, phát hiện chướng ngại vật đảo ngược xe, máy di động vào phát hiện và định vị và các lĩnh vực khác. Trong bài báo này, thiết kế máy đo khoảng cách siêu âm kỹ thuật số thông qua đầu vào thời gian khứ hồi siêu âm tới bộ đếm ở tần số đếm xung đồng hồ tần số cụ thể, sau đó hiển thị khoảng cách đo tương ứng.
2, thành phần mạch đo khoảng cách siêu âm và nguyên lý làm việc
Máy đo xa siêu âm bằng mạch tạo siêu âm, mạch thu và khuếch đại siêu âm, mạch đếm và hiển thị.
2.1 Mạch tạo siêu âm
Mạch tạo sóng siêu âm. Bộ kích hoạt đơn ổn định hẹn giờ kép EN556 (U2b). R6 và C6 tạo thành một mạch vi sai, vai trò của nó là: khi nhấn phím S2, mức thấp thành xung tăng đột biến dương và âm, sau VD1 để lấy xung tăng đột biến âm, kích hoạt flip-flop kích hoạt đơn ổn định. Mức cao đầu ra flip-flop đơn ổn kéo dài khoảng 1ms, tức là tw ≈ 1.1R5C5 ≈ 1ms. EN556 (U2n) bao gồm bộ tạo dao động polytunnel, tần số dao động f1=1/T1 ≈ 1/0.7 [(R1 + R2) + 2 (R{{ 24}} R4)] C3 ≈ 40kHz. dao động của dao động dao động được điều khiển bởi mức đầu ra kích hoạt đơn ổn. Khi bộ kích hoạt đơn ổn tạo ra mức cao, bộ tạo dao động đa điều chỉnh sẽ tạo ra dao động và chân 5 của EN556 tạo ra khoảng 40 xung hình chữ nhật với tần số 40kHz và chu kỳ nhiệm vụ khoảng 50%. Xem xét tính không ổn định của pha khởi động của bộ dao động đa sóng hài, thiết kế được thiết kế để tạo ra số xung lớn hơn. Nếu số xung đầu ra quá nhỏ thì cường độ phát xạ nhỏ và khoảng cách đo ngắn. Đầu dò cảm biến độ ẩm, , bộ gia nhiệt bằng thép không gỉ Cảm biến PT100 , , bộ gia nhiệt bằng nhôm đúc, cuộn dây gia nhiệt Van điện từ chất lỏng Tuy nhiên, số lượng xung quá nhiều, thời gian phóng dài và chuỗi xung chưa được phát ra khi khoảng cách từ đối tượng cần đo tương đối gần, dẫn đến tiếng vang do các xung phát ra trước sẽ đến đầu nhận, điều này ảnh hưởng đến kết quả đo khoảng cách, dẫn đến tăng điểm mù khoảng cách. 74HC04 (U1) U1a~U1e Thành phần của mạch truyền động xung siêu âm, có thể cải thiện biên độ điện áp xung của cảm biến truyền siêu âm, chuyển đổi điện/âm thanh hiệu quả, tăng cường khả năng phát sóng siêu âm, tăng khoảng cách đo. Chuỗi xung 40kHz bị đảo ngược toàn bộ qua U1a, sau đó được đảo ngược bởi U1b và U1e ở bộ biến tần song song; chiều ngược lại qua phía nam của U1c và U1d đảo ngược trong biến tần song song.
