Phát triển thiết bị đo khoảng cách siêu âm kỹ thuật số
Cấu tạo mạch và nguyên lý làm việc của máy đo xa siêu âm
Máy đo khoảng cách siêu âm bao gồm mạch tạo siêu âm, mạch khuếch đại thu sóng siêu âm, mạch đếm và hiển thị.
Mạch tạo siêu âm
Mạch tạo sóng siêu âm. Bộ hẹn giờ kép EN556 (U2b) tạo thành bộ kích hoạt đơn ổn định. R6 và C6 tạo thành một mạch vi sai, có chức năng như sau: khi nhấn nút S2, mức thấp sẽ trở thành xung cực đại dương và âm, thu được thông qua VD1 và kích hoạt lật bộ kích hoạt ổn định đơn. Khoảng thời gian ở mức cao của đầu ra lật ổn định đơn là khoảng 1ms, tức là tw ≈ 1.1R5C5 ≈ 1ms. EN556 (U2n) tạo thành một bộ dao động đa sóng hài có tần số dao động f1=1/T1 ≈ 1/{0.7 [(R1+R2)+2 (R{{ 23}}R4)] C3 ≈ 40kHz
Kiểm soát mức đầu ra của máy phát điện. Khi bộ kích hoạt đơn ổn tạo ra mức cao, bộ dao động đa sóng hài sẽ 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 giai đoạn bắt đầu của bộ dao động đa sóng hài, số lượng xung m lớn hơn được thiết kế cho đầu vào. Nếu số xung đầu ra quá nhỏ thì cường độ phát xạ sẽ thấp và khoảng cách đo sẽ ngắn. Đầu dò cảm biến độ ẩm, cảm biến PT100 ống sưởi điện bằng thép không gỉ, lò sưởi bằng nhôm đúc, van điện từ chất lỏng cuộn dây sưởi ấm, nhưng có quá nhiều xung và thời gian phát xạ dài. Khi khoảng cách đến đối tượng đo gần, chuỗi xung chưa được phát ra hết khiến cho tiếng vang do xung phát ra đầu tiên tạo ra sẽ truyền đến đầu thu, ảnh hưởng đến kết quả đo khoảng cách và làm tăng điểm mù của phép đo khoảng cách. U1a~U1e của 74HC04 (U1) tạo thành mạch điều khiển xung siêu âm, có thể tăng biên độ điện áp xung điều khiển cảm biến truyền siêu âm, thực hiện chuyển đổi điện/âm thanh một cách hiệu quả, tăng cường khả năng phát ra sóng siêu âm và tăng khả năng đo khoảng cách. Một đường của chuỗi xung 40kHz được đảo ngược qua U1a, sau đó được đảo ngược qua một bộ biến tần được kết nối song song với U1b và U1e; Tuyến còn lại được đảo ngược bằng biến tần nối song song với U1c và U1d ở phía Nam.
