توضیح مفصل روش اندازه گیری محدوده سنسور اولتراسونیک

در تولید و زندگی روزمره، سنسورهای فاصله اولتراسونیک عمدتاً در رادار معکوس خودرو، راه رفتن خودکار اجتناب از مانع روبات ها، سایت های ساخت و ساز و برخی سایت های صنعتی مانند سطح مایع، عمق چاه، طول خط لوله و غیره استفاده می شود که نیاز به محدوده خودکار غیر تماسی دارند. در حال حاضر دو راه حل متداول در محدوده اولتراسونیک وجود دارد. یکی سیستم محدوده اولتراسونیک مبتنی بر میکرو کامپیوتر تک تراشه یا تجهیزات تعبیه شده و دیگری سیستم محدوده اولتراسونیک مبتنی بر CPLD (دستگاه منطقی قابل برنامه ریزی پیچیده). برای درک طراحی کاربرد مرتبط سنسور محدوده اولتراسونیک، ابتدا باید اصل کار سنسور محدوده اولتراسونیک را درک کنیم.

اصل کار سنسور اولتراسونیک

سنسورهای اولتراسونیک حسگرهایی هستند که سیگنال های اولتراسونیک را به سیگنال های انرژی دیگر (معمولا سیگنال های الکتریکی) تبدیل می کنند. اولتراسوند به موج ضربه مکانیکی تولید شده در محیط های الاستیک با فرکانس بیشتر از 20 کیلوهرتز اشاره دارد. دارای ویژگی های جهت دهی قوی، مصرف انرژی آهسته و فاصله انتشار نسبتا طولانی است، بنابراین اغلب برای محدوده غیر تماسی استفاده می شود. زیرا موج اولتراسونیک توانایی زیادی در نفوذ به مایعات و جامدات به ویژه در جامداتی که در برابر نور خورشید کدر هستند، دارد. هنگامی که موج اولتراسونیک به ناخالصی یا رابط برخورد می کند، بازتاب قابل توجهی ایجاد می کند تا یک اکو ایجاد کند، و می تواند اثر داپلر را هنگام برخورد با یک جسم متحرک ایجاد کند. بنابراین محدوده اولتراسونیک سازگاری بهتری با محیط دارد.

در حال حاضر روش های زیادی وجود دارد سنسور فاصله ماژول اولتراسونیک : مانند روش تشخیص زمان رفت و برگشت، روش تشخیص فاز و روش تشخیص دامنه موج صوتی. اصل سنسور اولتراسونیک فرکانس خاصی از امواج مافوق صوت را منتشر می کند که توسط هوا منتشر می شود و پس از رسیدن به هدف یا مانع اندازه گیری به عقب منعکس می شود. پس از بازتاب، گیرنده اولتراسونیک پالس را دریافت می کند. زمانی که طول می کشد زمان رفت و برگشت است. زمان رفت و برگشت مربوط به انتشار امواج اولتراسونیک است. مسافت سفر مرتبط است. زمان انتقال تست می تواند مسافت را بدست آورد. به عنوان مثال: با فرض فاصله بین جسم اندازه گیری شده و فاصله یاب، زمان اندازه گیری شده t/s است، و سرعت انتشار اولتراسونیک با v/m·s-1 بیان می شود، سپس یک عبارت رابطه ای وجود دارد (1)s=vt／2 (1) 

در مورد الزامات دقت بالا، تأثیر دما بر سرعت انتشار اولتراسونیک باید در نظر گرفته شود و سرعت انتشار اولتراسونیک باید مطابق فرمول (2) اصلاح شود تا خطا کاهش یابد.

v=331.4+0.607T (2) در فرمول، T دمای واقعی بر حسب ℃ و v سرعت انتشار اولتراسونیک در محیط بر حسب متر بر ثانیه است.

  

اصل کار سنسور محدوده اولتراسونیک

اصل محدوده اولتراسونیک این است که امواج مافوق صوت را در یک جهت خاص از طریق یک فرستنده اولتراسونیک ارسال می کند و همزمان با زمان پرتاب، زمان بندی را شروع می کند. هنگامی که امواج مافوق صوت در هوا منتشر می شوند، بلافاصله پس از برخورد با موانع برمی گردند. گیرنده اولتراسونیک با دریافت موج منعکس شده بلافاصله زمان بندی را متوقف می کند. . سنسور اندازه‌گیری فاصله اولتراسونیک از اصل اندازه‌گیری فاصله اکو اولتراسونیک استفاده می‌کند و از فناوری اندازه‌گیری دقیق اختلاف زمانی برای تشخیص فاصله بین سنسور و هدف استفاده می‌کند. این سنسور اولتراسونیک زاویه کوچک و ناحیه کور کوچک را اتخاذ می کند که دارای اندازه گیری دقیق، بدون تماس، ضد آب و خوردگی، هزینه کم و مزایای دیگر است. روش متداول استفاده شده در سنسور محدوده مافوق صوت این است که یک هد تشعشع مربوط به یک هد دریافت کننده و چندین هد فرستنده مربوط به یک هد دریافت کننده است. بر اساس ویژگی های ساده، آسان برای کار و بدون آسیب اندازه گیری فاصله اولتراسونیک، زمان رفت و برگشت اولتراسونیک باید اندازه گیری شود. ، می توانید فاصله را بدست آورید. این اصل کار سنسور محدوده اولتراسونیک است.

ماژول سنسور اندازه گیری فاصله اولتراسونیک ، ماژول سنسور اندازه گیری فاصله اولتراسونیک دارای دو حالت انتقال اختیاری است، یعنی حالت اجرای آزاد: زمانی که برق وجود دارد، سنسور خود سیگنال های ماشه و انفجار را ارسال می کند (برای کاربردهای اساسی). حالت ماشه خارجی: سیگنال ماشه کنترل سیستم خارجی (کنترل کننده یا مدار پردازنده) برای کاربردهای پیشرفته، این دو حالت برای اهداف مختلف مناسب هستند، علاوه بر این، سنسور همچنین شامل دو منبع برق ورودی است، یکی ولتاژ پایین (5 ولت) مناسب برای مدارهای پردازنده و دیگری ولتاژ بالا (12 ولت) برای کنترلر برای اندازه گیری فاصله (5 ات ولت متر) (5 ات ولت) مناسب است. 12 ولت)، و از ارتباط UART برای ارسال داده استفاده کنید، وضوح در 5 میلی متر است. از سوی دیگر، در مناسبت های مختلف، کاربران می توانند با توجه به محیط خود، حالت های تنظیم مختلفی را انتخاب کنند، مانند تنظیم آزادانه / UART trigger / تنظیم ماشه خارجی و غیره. در عین حال، آنها همچنین می توانند تصمیم بگیرند که آیا از بافر زنگ و خروجی مطابق با تنظیم نرخ باود ارتباطی UART آزمایشی استفاده کنند یا خیر. سیگنال دارای یک تراشه ASIC با کارایی بالا برای اطمینان از انتقال پایدار و دریافت حساس است. بنابراین، ارتباط بین سنسور و رایانه شخصی از «برد رابط» (RS232، تنظیم‌کننده برق) برای نمایش داده‌ها و استفاده از برنامه نظارت بر روی رایانه شخصی (ترمینال فوق‌العاده در دسترس است) برای تغییر واقعی استفاده می‌کند.