Падрабязнае тлумачэнне метаду вымярэння далёкасці ультрагукавога датчыка

У паўсядзённым вытворчасці і жыцці, Ультрагукавыя датчыкі адлегласці ў асноўным выкарыстоўваюцца ў радарах задняга ходу аўтамабіляў, аўтаматычным пазбяганні перашкод робатамі, на будаўнічых пляцоўках і некаторых прамысловых пляцоўках, такіх як узровень вадкасці, глыбіня свідравіны, даўжыня трубаправода і г.д., якія патрабуюць аўтаматычнага бескантактавага рэгулявання дыяпазону. У цяперашні час існуе два шырока выкарыстоўваюцца ультрагукавыя рашэнні для вызначэння адлегласці. Адна з іх - ультрагукавая сістэма вызначэння дальнасці, заснаваная на адначыпавым мікракампутары або ўбудаваным абсталяванні, а другая - ультрагукавая сістэма вызначэння дальнасці, заснаваная на CPLD (складаная праграмуемая лагічная прылада). Каб зразумець канструкцыю прымянення ультрагукавога датчыка, мы павінны спачатку зразумець прынцып працы ультрагукавога датчыка.

Прынцып працы ультрагукавога датчыка

Ультрагукавыя датчыкі - гэта датчыкі, якія пераўтвараюць ультрагукавыя сігналы ў іншыя энергетычныя сігналы (звычайна ў электрычныя). Ультрагук - гэта механічная ўдарная хваля, якая ўтвараецца ў эластычных асяроддзях з частатой больш за 20 кГц. Ён мае характарыстыкі моцнай накіраванасці, павольнага спажывання энергіі і адносна вялікай адлегласці распаўсюджвання, таму часта выкарыстоўваецца для бескантактавага вызначэння адлегласці. Паколькі ультрагукавая хваля мае вялікую здольнасць пранікаць праз вадкасці і цвёрдыя рэчывы, асабліва ў цвёрдыя рэчывы, непразрыстыя для сонечнага святла. Калі ультрагукавая хваля трапляе на прымешку або паверхню падзелу, яна стварае значнае адлюстраванне, утвараючы рэха, і можа ствараць эфект Доплера, калі трапляе на рухомы аб'ект. , Такім чынам, ультрагукавая дальнасць мае лепшую прыстасаванасць да навакольнага асяроддзя.

У цяперашні час існуе мноства метадаў ультрагукавы модуль датчыка адлегласці : напрыклад, метад вызначэння часу абыходу, метад выяўлення фазы і метад выяўлення амплітуды акустычнай хвалі. Прынцып ультрагукавога датчыка выпраменьвае ультрагукавыя хвалі пэўнай частаты, якія распаўсюджваюцца паветраным асяроддзем, і адлюстроўваюцца пасля дасягнення мэты вымярэння або перашкоды. Пасля адлюстравання ультрагукавой прыёмнік прымае імпульс. Час, які патрабуецца, - гэта час паездкі туды і назад. Час праходжання туды і назад звязаны з распаўсюджваннем ультрагукавых хваль. Адлегласць шляху звязана. Тэст час перадачы можа атрымаць адлегласць. Напрыклад: Калі выказаць здагадку, што гэта адлегласць паміж вымяраным аб'ектам і далямерам, вымераны час роўны t/s, а хуткасць распаўсюджвання ультрагуку выражаецца праз v/m·s-1, тады існуе рэляцыйны выраз (1)s=vt／2 (1) 

У выпадку высокіх патрабаванняў да дакладнасці неабходна ўлічваць уплыў тэмпературы на хуткасць распаўсюджвання ультрагуку, і хуткасць распаўсюджвання ультрагуку павінна быць скарэкціравана ў адпаведнасці з формулай (2), каб паменшыць памылку.

v=331,4+0,607T (2) У формуле T - фактычная тэмпература ў ℃, а v - хуткасць распаўсюджвання ультрагуку ў асяроддзі ў м/с.

  

Прынцып працы ультрагукавога датчыка

Прынцып ультрагукавога вызначэння дальнасці заключаецца ў перадачы ультрагукавых хваль у пэўным кірунку праз ультрагукавы перадатчык і пачатку адліку часу адначасова з часам запуску. Калі ультрагукавыя хвалі распаўсюджваюцца ў паветры, яны неадкладна вяртаюцца, калі сутыкаюцца з перашкодамі. Ультрагукавой прыёмнік неадкладна спыняе адлік часу, калі атрымана адлюстраваная хваля. . Ультрагукавы датчык вымярэння адлегласці выкарыстоўвае прынцып вымярэння адлегласці ультрагукавога рэха і выкарыстоўвае тэхналогію дакладнага вымярэння розніцы ў часе для вызначэння адлегласці паміж датчыкам і мэтай. Ён выкарыстоўвае ультрагукавы датчык з невялікім вуглом і невялікай сляпой зонай, які мае дакладныя вымярэнні, адсутнасць кантакту, воданепранікальнасць і карозію, нізкі кошт і іншыя перавагі. Звычайна выкарыстоўваны метад ультрагукавога датчыка дыяпазону заключаецца ў тым, што адна галоўка выпраменьвання адпавядае адной галоўцы прыёму, а некалькі перадаючых галовак адпавядаюць адной галоўцы прыёму. Зыходзячы з простых, лёгкіх у эксплуатацыі і не пашкоджваючых характарыстык ультрагукавога вымярэння адлегласці, неабходна вымераць час праходжання ультрагуку туды і назад. , Вы можаце атрымаць адлегласць. Гэта прынцып працы ультрагукавога датчыка.

Модуль ультрагукавога датчыка вымярэння адлегласці , модуль ультрагукавога датчыка вымярэння адлегласці мае два дадатковыя рэжымы перадачы, а менавіта рэжым свабоднага ходу: калі ёсць сілкаванне, датчык сам пасылае трыгерныя і пакетныя сігналы (для асноўных прыкладанняў); рэжым вонкавага трыгера: сігнал трыгера кіравання знешняй сістэмай (кантролер або працэсар) для прасунутых прыкладанняў, гэтыя два рэжымы падыходзяць для розных мэтаў, акрамя таго, датчык таксама ўключае дзве крыніцы уваходнага сілкавання, адна нізкага напружання (5 В), прыдатная для працэсарных схем, а другая высокае напружанне (12 В) падыходзіць для кантролера для вымярэння адлегласці да перашкод 3,5 м (пры 5 В), 5 м (пры 12 В) і выкарыстання UART сувязь для адпраўкі дадзеных, дазвол у межах 5 мм. З іншага боку, у розных выпадках карыстальнікі могуць выбіраць розныя рэжымы налад у адпаведнасці са сваім асяроддзем, напрыклад, аўтаномны рэжым/налада трыгера UART/налада знешняга трыгера і г. д. У той жа час яны таксама могуць вырашыць, ці варта выкарыстоўваць кальцавы буфер і вывад у адпаведнасці з наладкай хуткасці перадачы дадзеных UART. Сігнал мае высокапрадукцыйны чып ASIC для забеспячэння стабільнай перадачы і адчувальнага прыёму. Такім чынам, сувязь паміж датчыкам і ПК выкарыстоўвае «інтэрфейсную плату» (RS232, рэгулятар магутнасці) для адлюстравання даных і выкарыстання праграмы маніторынгу на ПК (даступны супертэрмінал) для змены фактычных. Прыём ультрагукавога ўзмацнення ў рэальным часе выкарыстоўвае выходную адлегласць UART (ASCII, мм) для пераўтварэння сігналу выяўлення ў прастакутны сігнал на ўзроўні TTL (квадратны сігнал) у адпаведнасці з рэальным часам.