Meganisme van ultrasoniese afstandmeter

As die medium vir die oordrag van inligting, is ultrasonies meer en meer belangrik in verskeie velde soos foutopsporing, omvang en spoedmeting as gevolg van sy direkte en reflektiewe eienskappe en sy eienskappe wat nie maklik deur eksterne faktore soos lig en elektromagnetiese golwe beïnvloed word nie. Ultrasoniese golf is 'n klankgolf met 'n frekwensie hoër as 20KHz. Dit het goeie rigting, sterk penetrasiekrag, maklik om gekonsentreerde klankenergie te verkry, wat 'n lang afstand in die water het. ultrasoniese transducers kan gebruik word vir afstandmeting, spoedmeting, skoonmaak, sweiswerk, vergruising, sterilisasie. ontsmetting, ens. Daar is baie toepassings in die medisyne, weermag, nywerheid en landbou. Ultraklank is vernoem na sy onderste frekwensielimiet, wat ongeveer gelyk is aan die boonste limiet van menslike gehoor.

In die ultrasoniese opsporingkring is die uitsetpuls 'n reeks vierkantgolwe aan die uitsaaikant. Die breedte van hierdie reeks vierkantgolwe is die tydsinterval tussen die oordrag van ultrasoniese golwe en die ontvangs van ultrasoniese golwe. Natuurlik, hoe groter die afstand tussen die meetvoorwerpe, hoe groter is die pulswydte en die uitsetpuls. Die getal is eweredig aan die meetafstand. Ultrasoniese omskakelaar het gewoonlik die volgende metodes:

(1) neem die gemiddelde spanning van die uitsetpuls, die spanning (die amplitude van die spanning is basies vas) is eweredig aan die afstand, en die meetspanning kan gemeet word;

(2) Meting van die breedte van die uitsetpuls, dit wil sê, die tydinterval t tussen die oordragende ultrasoniese golf en die ontvangende ultrasoniese golf. Daarom is die meetafstand S = 1/2 vt.

Ultrasoniese senders stuur ultrasoniese golwe in 'n sekere rigting, en begin tydsberekening op dieselfde tyd is die uitsending tyd. Wanneer die ultrasoniese golwe voortplant in die lug, sal hulle onmiddellik terugkeer na die hindernisse, en die ultrasoniese ontvangers sal die tydsberekening onmiddellik stop met die ontvangs van die gereflekteerde golwe. Die voortplantingsspoed van die ultrasoniese golf in die lug is V, en volgens die tydsverskil gemeet deur die tydhouer om die uitgestuurde en ontvangde eggo's te meet, kan die afstand S van die emissiepunt vanaf die hindernis bereken word, dit wil sê: S = V·Δt / 2 ,Dit is die tydverskil-bereikmetode. Aangesien ultrasoniese afstandsensors ook 'n soort klankgolwe is, is hul spoed van klank verwant aan temperatuur, en die spoed van klank by verskeie verskillende temperature word gelys. In die gebruik, as die temperatuur nie veel verander nie, kan die spoed van klank as wesenlik konstant beskou word. Die voortplantingsspoed van ultrasoniese golf by normale temperatuur is 334 m / s, maar sy voortplantingsnelheid V word maklik beïnvloed deur faktore soos temperatuur, humiditeit en druk in die lug, wat grootliks deur temperatuur beïnvloed word. Vir elke 1°C toename in die temperatuur, verhoog die spoed van klank 0,6 m / s. As die akkuraatheid van die omvang baie hoog is, moet dit reggestel word deur die metode van temperatuurkompensasie. Wanneer die omgewingstemperatuur T bekend is, is die formule vir die berekening van die ultrasoniese voortplantingssnelheid V: V = 331.45 + 0.607T

Nadat die klankspoed bepaal is, kan die afstand verkry word deur die tyd van die ultrasoniese heen- en terugreis te meet. Dit is die meganisme van die ultrasoniese afstandmeter.

1. Gebruik IO-poort TRIG om wisselafstand te aktiveer, wat 'n minimum van 10us hoëvlaksein gee (een polswydte is 10us / een hoë krag, Die vaste tydsduur is 10us.

2. Die module stuur outomaties 840khz vierkantgolwe om outomaties op te spoor of daar 'n sein terugkeer.

3. Daar is 'n sein terugkeer, en 'n hoë vlak word uitgevoer deur die IO poort ECHO. Die hoë vlak duur is die tyd vanaf die oordrag tot die terugkeer van die ultrasoniese golf. Toetsafstand = (hoë tyd * klankspoed / 2), VCC GND is die kragtoevoer, TRIG is die beheerkant (invoer), en ECHO is die terugkeerkant (uitset). TRIG gee 'n hoë vlak pols, en SR40 begin om ultrasoniese golwe te stuur. Wanneer die reflektiewe golf ontvang word, voer ECHO 'n geldige sein uit. Die afstand kan omgeskakel word deur die tydsverskil te meet vanaf die begin van die TRIG-sneller tot die ontvangs van die ECHO.

HCSR04 ultrasoniese reeksmodule, VCC verskaf 5V kragtoevoer, GND is grond, TRIG sneller beheer sein insette, ECHO eggo sein uitset en ander vier koppelvlak terminale. 'n Polssnellersein van 10us of meer word verskaf, en die module sal intern 40khz-siklusvlakke uitstraal en eggo's opspoor. Sodra die eggo-sein opgespoor is, word die uitset-eggosein bespeur. Die pulswydte van die eggosein is eweredig aan die gemete afstand, waardeur die afstand bereken kan word deur die sein na die ontvangsegosein te stuur.