Entwicklung des digitalen Ultraschall-Entfernungsmessgeräts
Schaltungsaufbau und Funktionsprinzip des Ultraschall-Entfernungsmessers
Der Ultraschall-Entfernungsmesser besteht aus einer Ultraschall-Erzeugungsschaltung, einer Ultraschall-Empfangsverstärkungsschaltung sowie einer Zähl- und Anzeigeschaltung.
Ultraschall-Erzeugungsschaltung
Schaltung zur Erzeugung von Ultraschallwellen. Der Dual-Timer EN556 (U2b) bildet einen monostabilen Trigger. R6 und C6 bilden eine Differenzschaltung, die wie folgt funktioniert: Wenn die Taste S2 gedrückt wird, wird der niedrige Pegel zu einem positiven und negativen Spitzenimpuls, der über VD1 erhalten wird und das Umklappen des monostabilen Triggers auslöst. Die High-Level-Dauer des monostabilen Flip-Ausgangs beträgt ungefähr 1 ms, dh tw ≈ 1,1R5C5 ≈ 1 ms. EN556 (U2n) bildet einen multiharmonischen Oszillator mit der Schwingungsfrequenz f1=1/T1 ≈ 1/{0.7 [(R1+R2)+2 (R{{ 23}}R4)] C3 ≈ 40kHz
Regelung des Generatorausgangspegels. Wenn der monostabile Trigger einen hohen Pegel ausgibt, schwingt der multiharmonische Oszillator und Pin 5 von EN556 gibt etwa 40 Rechteckimpulse mit einer Frequenz von 40 kHz und einem Arbeitszyklus von etwa 50 % aus. Angesichts der Instabilität der Anfangsphase des multiharmonischen Oszillators ist eine größere Anzahl von m-Impulsen für den Eingang vorgesehen. Wenn die Anzahl der Ausgangsimpulse zu gering ist, ist die Emissionsintensität gering und die Messentfernung kurz. Feuchtigkeitssensorsonde, PT100-Sensor für elektrisches Heizrohr aus Edelstahl, Heizung aus Aluminiumguss, Magnetventil für Heizspulenflüssigkeit, jedoch mit zu vielen Impulsen und langer Emissionsdauer. Wenn der Abstand zum gemessenen Objekt gering ist, wurde die Impulsfolge nicht vollständig ausgesendet, was dazu führt, dass das vom ersten ausgesendeten Impuls erzeugte Echo das Empfangsende erreicht, was sich auf die Ergebnisse der Entfernungsmessung auswirkt und den toten Winkel der Entfernungsmessung vergrößert. Die U1a~U1e von 74HC04 (U1) bilden eine Ultraschallimpuls-Treiberschaltung, die die Amplitude der Impulsspannung erhöhen kann, die den Ultraschallübertragungssensor antreibt, eine effektive elektrische/akustische Umwandlung durchführen, die Fähigkeit zur Emission von Ultraschallwellen verbessern und die Messung erhöhen kann Distanz. Ein Pfad der 40-kHz-Impulsfolge wird durch U1a invertiert und dann durch einen parallel zu U1b und U1e geschalteten Wechselrichter invertiert; Der andere Weg wird durch einen parallel zu U1c und U1d im Süden geschalteten Wechselrichter umgekehrt.
