Udvikling af den digitale ultralydsafstandsmåler
Kredsløbssammensætning og arbejdsprincip for ultralydsafstandsmåler
Ultralydsafstandsmåleren består af et ultralydsgenereringskredsløb, et ultralydsmodtagelsesforstærkningskredsløb, et tælle- og displaykredsløb.
Ultralydsgeneratorkredsløb
Kredsløb til generering af ultralydsbølger. Den dobbelte timer EN556 (U2b) danner en monostabil trigger. R6 og C6 danner et differentielt kredsløb, som fungerer som følger: Når knappen S2 trykkes ned, bliver det lave niveau til en positiv og negativ spidspuls, som opnås gennem VD1 og udløser vendingen af den monostabile trigger. Højniveauvarigheden af det monostabile flipoutput er ca. 1ms, dvs. tw ≈ 1.1R5C5 ≈ 1ms. EN556 (U2n) danner en multiharmonisk oscillator med oscillationsfrekvens f1=1/T1 ≈ 1/{0.7 [(R1+R2)+2 (R{{ 23}}R4)] C3 ≈ 40kHz
Generator udgangsniveau kontrol. Når den monostabile trigger udsender et højt niveau, oscillerer den multiharmoniske oscillator, og ben 5 i EN556 udsender ca. 40 rektangulære impulser med en frekvens på 40 kHz og en arbejdscyklus på ca. 50 %. I betragtning af ustabiliteten i startfasen af den multiharmoniske oscillatoren er et større antal m-impulser designet til input. Hvis antallet af udgangsimpulser er for lille, vil emissionsintensiteten være lav, og måleafstanden vil være kort. Fugtfølersonde, elektrisk varmerør i rustfrit stål PT100-føler, varmelegeme i støbt aluminium, magnetventil for varmespiralvæske, men med for mange pulser og lang emissionsvarighed. Når afstanden til det målte objekt er tæt på, er pulstoget ikke udsendt fuldt ud, hvilket får ekkoet, der genereres af den første udsendte puls, til at nå den modtagende ende, hvilket påvirker afstandsmåleresultaterne og øger den blinde vinkel for afstandsmålingen. U1a~U1e af 74HC04 (U1) danner et ultralydspulsdrivkredsløb, som kan øge amplituden af pulsspændingen, der driver ultralydstransmissionssensoren, effektivt udføre elektrisk/akustisk konvertering, forbedre evnen til at udsende ultralydsbølger og øge målingen afstand. Den ene vej af 40 kHz pulstoget inverteres gennem U1a og inverteres derefter gennem en inverter, der er forbundet parallelt med U1b og U1e; Den anden rute vendes af en inverter, der er parallelkoblet med U1c og U1d i syd.
