Penjelasan terperinci kaedah transduser julat ultrasonik

Dalam pengeluaran dan kehidupan harian, transduser pengukuran jarak ultrasonik digunakan terutamanya dalam radar pengunduran kereta, berjalan kaki mengelak halangan automatik robot, tapak pembinaan dan beberapa tapak perindustrian seperti paras cecair, pengukuran kedalaman, panjang saluran paip, dll. Pada masa ini terdapat dua penyelesaian julat ultrasonik yang biasa digunakan. Satu ialah transduser julat ultrasonik berdasarkan mikrokomputer cip tunggal atau peranti terbenam, dan satu lagi transduser julat ultrasonik berdasarkan CPLD (Peranti Logik Boleh Aturcara Kompleks). Untuk memahami reka bentuk aplikasi berkaitan penderia julat ultrasonik, kita mesti terlebih dahulu memahami prinsip kerja transduser julat sensor ultrasonik.

Prinsip kerja sensor julat ultrasonik

Penderia ultrasonik ialah penderia yang menukar isyarat ultrasonik kepada isyarat tenaga lain (biasanya isyarat elektrik). Ultrasound merujuk kepada gelombang kejutan mekanikal yang dihasilkan dalam media elastik dengan frekuensi lebih daripada 20 kHz. Ia mempunyai ciri kearah yang kuat, penggunaan tenaga yang perlahan, dan jarak perambatan yang agak panjang. Oleh itu, ia sering digunakan untuk pengukuran jarak bukan hubungan. Disebabkan oleh penembusan hebat gelombang ultrasonik pada cecair dan pepejal, terutamanya dalam pepejal yang legap kepada cahaya matahari. Gelombang ultrasonik yang menghadapi kekotoran atau antara muka akan menghasilkan pantulan yang ketara dan membentuk pantulan menjadi gema, dan menyentuh objek bergerak boleh menghasilkan kesan doppler. Oleh itu, julat ultrasonik mempunyai kebolehsuaian yang lebih baik kepada persekitaran. Selain itu, pengukuran ultrasonik juga boleh mencapai kompromi yang baik dalam masa nyata, ketepatan dan harga.

Pada masa ini, terdapat banyak kaedah litar transduser ultrasonik: seperti kaedah pengesanan masa pergi balik, kaedah pengesanan fasa, kaedah pengesanan amplitud gelombang akustik. Prinsipnya ialah sensor ultrasonik memancarkan gelombang ultrasonik frekuensi tertentu, merambat melalui medium udara, dan kemudian memantul kembali selepas mencapai sasaran pengukuran atau halangan. Selepas refleksi, penerima ultrasonik menerima nadi. Masa yang berlalu ialah masa pergi dan balik. Jarak adalah berkaitan. Uji masa penghantaran untuk mencari jarak.

Dengan mengandaikan bahawa s ialah jarak antara objek pengukur dan pencari jarak, masa pengukuran ialah t/s, dan kelajuan perambatan ultrasonik ialah v/m·s-1. Dalam kes keperluan ketepatan yang tinggi, Pengaruh kelajuan perambatan ultrasonik diperbetulkan mengikut formula (2) untuk mengurangkan ralat. T ialah unit suhu sebenar ialah ℃, v ialah unit kelajuan perambatan gelombang ultrasonik dalam medium ialah m/s.

Prinsip kerja sensor julat ultrasonik