Desenvolupament del dispositiu digital de mesura de distància per ultrasons
Composició del circuit i principi de funcionament del telèmetre ultrasònic
El telèmetre ultrasònic consta d'un circuit de generació d'ultrasons, un circuit d'amplificació de recepció d'ultrasons, un circuit de recompte i visualització.
Circuit generador d'ultrasons
Circuit per generar ones ultrasòniques. El temporitzador dual EN556 (U2b) forma un disparador monoestable. R6 i C6 formen un circuit diferencial, que funciona de la següent manera: quan es prem el botó S2, el nivell baix es converteix en un pols de pic positiu i negatiu, que s'obté a través de VD1 i activa el gir del disparador monoestable. La durada d'alt nivell de la sortida monoestable és d'aproximadament 1 ms, és a dir, tw ≈ 1.1R5C5 ≈ 1 ms. EN556 (U2n) forma un oscil·lador multiharmònic amb freqüència d'oscil·lació f1=1/T1 ≈ 1/{0,7 [(R{1+R2)+2 (R{0 23}}R4)] C3 ≈ 40kHz
Control del nivell de sortida del generador. Quan el disparador monoestable emet un nivell alt, l'oscil·lador multiharmònic oscil·la i el pin 5 de EN556 emet aproximadament 40 polsos rectangulars amb una freqüència de 40 kHz i un cicle de treball d'aproximadament el 50%. Tenint en compte la inestabilitat de l'etapa inicial de l'oscil·lador multiharmònic, es dissenya un nombre més gran de polsos m per a l'entrada. Si el nombre de polsos de sortida és massa petit, la intensitat d'emissió serà baixa i la distància de mesurament serà curta. Sonda del sensor d'humitat, sensor PT100 de tub de calefacció elèctric d'acer inoxidable, escalfador d'alumini fos, vàlvula solenoide de fluid de bobina de calefacció, però amb massa polsos i llarga durada d'emissió. Quan la distància a l'objecte mesurat és propera, el tren de polsos no s'ha emès completament, cosa que fa que l'eco generat pel primer pols emès arribi a l'extrem receptor, afectant els resultats de la mesura de la distància i augmentant el punt cec de la mesura de la distància. Els U1a ~ U1e de 74HC04 (U1) formen un circuit de conducció de pols ultrasònic, que pot augmentar l'amplitud de la tensió del pols que condueix el sensor de transmissió d'ultrasons, realitzar eficaçment la conversió elèctrica/acústica, millorar la capacitat d'emetre ones ultrasòniques i augmentar la mesura. distància. Un camí del tren de polsos de 40 kHz s'inverteix a través de U1a, i després s'inverteix a través d'un inversor connectat en paral·lel amb U1b i U1e; L'altre recorregut s'inverteix per un inversor connectat en paral·lel a U1c i U1d al sud.
