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超音波測距トランスデューサセンサーの原理
短距離超音波トランスデューサには、往復時間検出方式、位相検出方式、音波振幅検出方式など、さまざまな方式があります。この設計では、距離の往復時間検出方法を使用します。原理は、超音波センサーが特定の周波数の超音波を発し、空気中を伝播し、測定対象や障害物に到達して反射するというものです。反射後、超音波受信機がパルスを受信します。その経過時間が往復時間と超音波の伝播時間となり、距離が関係します。送信時間をテストして距離を取得します。測定対象物と距離測定器との距離をs、測定時間をt/s、超音波の伝播速度をv/m・s-1とすると、 s=vt／2 (1) の関係があります。
高精度の超音波トランスデューサの距離要件の場合、超音波伝播速度に対する温度の影響を考慮し、誤差を減らすために式(2)に従って超音波伝播速度を補正する必要があります。
v=331.4+0.607T (2) 式中、Tは実際の温度の単位は℃、vは媒質中の超音波の伝播速度の単位はm/sです。
2 システム全体の設計計画
システムは、超音波送信、エコー信号受信、温度測定、表示・警報、電源などのハードウェア回路部分と、それに対応するソフトウェア部分から構成されます。システムブロック図。
システム全体はシングルチップAT89S52によって制御されます。超音波センサーは、超音波送信振動子TCT40-16Tと超音波受信振動子TCT40-16Rの受信・送信分割型振動子を採用しています。超音波信号は超音波送信トランスデューサを介して空中に送信され、測定対象物で反射されたエコーは超音波受信トランスデューサで受信されます。関連する処理の後、入力マイコンの INT0 ピンは割り込みを生成し、経過時間を計算し、特定の温度に応じて対応する音速を計算します。式(2)に従って、対応する距離を取得して表示することができます。もちろん、場合によっては、必要に応じて距離アラーム値を設定することもできます。
