Digitālās ultraskaņas attāluma mērīšanas ierīces izstrāde
Ultraskaņas tālmēra ķēdes sastāvs un darbības princips
Ultraskaņas tālmērs sastāv no ultraskaņas ģenerēšanas ķēdes, ultraskaņas uztveršanas pastiprināšanas shēmas, skaitīšanas un displeja shēmas.
Ultraskaņas ģenerēšanas ķēde
Shēma ultraskaņas viļņu ģenerēšanai. Divkāršais taimeris EN556 (U2b) veido monostabilu sprūda. R6 un C6 veido diferenciālo ķēdi, kas darbojas šādi: nospiežot pogu S2, zemais līmenis kļūst par pozitīvu un negatīvu pīķa impulsu, kas tiek iegūts caur VD1 un iedarbina monostabilā sprūda flip. Monostabilās flip izejas augsta līmeņa ilgums ir aptuveni 1 ms, ti, tw ≈ 1.1R5C5 ≈ 1 ms. EN556 (U2n) veido daudzharmonisku oscilatoru ar svārstību frekvenci f1=1/T1 ≈ 1/{0.7 [(R1+R2)+2 (R{{ 23}}R4)] C3 ≈ 40 kHz
Ģeneratora izejas līmeņa kontrole. Kad monostabilais sprūda izvada augstu līmeni, vairāku harmoniku oscilators svārstās, un EN556 5. kontaktdakša izvada aptuveni 40 taisnstūrveida impulsus ar frekvenci 40 kHz un darbības ciklu aptuveni 50%. Ņemot vērā daudzharmoniskā oscilatora sākuma stadijas nestabilitāti, ievadei ir paredzēts lielāks skaits m-impulsu. Ja izejas impulsu skaits ir pārāk mazs, emisijas intensitāte būs zema un mērījumu attālums būs īss. Mitruma sensora zonde, nerūsējošā tērauda elektriskās apkures caurules PT100 sensors, lieta alumīnija sildītājs, sildīšanas spoles šķidruma solenoīda vārsts, bet ar pārāk daudz impulsu un ilgu emisijas ilgumu. Kad attālums līdz izmērītajam objektam ir tuvu, impulsu virkne nav pilnībā izstarota, kā rezultātā pirmā izstarotā impulsa radītā atbalss sasniedz uztveršanas galu, ietekmējot attāluma mērīšanas rezultātus un palielinot attāluma mērījuma aklo zonu. 74HC04 (U1) U1a ~ U1e veido ultraskaņas impulsu piedziņas ķēdi, kas var palielināt ultraskaņas pārraides sensoru darbināmā impulsa sprieguma amplitūdu, efektīvi veikt elektrisko/akustisko pārveidošanu, uzlabot spēju izstarot ultraskaņas viļņus un palielināt mērījumus. attālums. Viens 40 kHz impulsu ķēdes ceļš tiek apgriezts caur U1a un pēc tam apgriezts caur invertoru, kas savienots paralēli ar U1b un U1e; Otru maršrutu maina invertors, kas dienvidos savienots paralēli U1c un U1d.
