Penjelasan terperinci kaedah pengukuran julat sensor ultrasonik

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

Prinsip kerja sensor 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, jadi ia sering digunakan untuk julat bukan hubungan. Kerana gelombang ultrasonik mempunyai keupayaan yang hebat untuk menembusi cecair dan pepejal, terutamanya dalam pepejal yang legap kepada cahaya matahari. Apabila gelombang ultrasonik mengenai kekotoran atau antara muka, ia akan menghasilkan pantulan yang ketara untuk membentuk gema, dan ia boleh menghasilkan kesan doppler apabila ia mengenai objek yang bergerak. , Jadi julat ultrasonik mempunyai kebolehsuaian yang lebih baik kepada alam sekitar.

Pada masa ini, terdapat banyak kaedah sensor jarak modul ultrasonik : seperti kaedah pengesanan masa pergi balik, kaedah pengesanan fasa, dan kaedah pengesanan amplitud gelombang akustik. Prinsip sensor ultrasonik memancarkan frekuensi gelombang ultrasonik tertentu, disebarkan oleh medium udara, dan memantul kembali selepas mencapai sasaran pengukuran atau halangan. Selepas refleksi, penerima ultrasonik menerima nadi. Masa yang diambil ialah masa pergi dan balik. Masa pergi balik adalah berkaitan dengan perambatan gelombang ultrasonik. Jarak perjalanan adalah berkaitan. Masa penghantaran ujian boleh mendapatkan jarak. Sebagai contoh: Andaikan ialah jarak antara objek yang diukur dan pencari jarak, masa yang diukur ialah t/s, dan halaju perambatan ultrasonik dinyatakan oleh v/m·s-1, maka terdapat ungkapan hubungan (1)s=vt／2 (1) 

Dalam kes keperluan ketepatan yang tinggi, pengaruh suhu pada halaju perambatan ultrasonik perlu dipertimbangkan, dan halaju perambatan ultrasonik perlu diperbetulkan mengikut formula (2) untuk mengurangkan ralat.

v=331.4+0.607T (2) Dalam formula, T ialah suhu sebenar dalam ℃, dan v ialah kelajuan perambatan ultrasonik dalam medium dalam m/s.

  

Prinsip kerja sensor julat ultrasonik

Prinsip julat ultrasonik adalah untuk menghantar gelombang ultrasonik ke arah tertentu melalui pemancar ultrasonik, dan memulakan masa pada masa yang sama dengan masa pelancaran. Apabila gelombang ultrasonik merambat di udara, ia akan kembali serta-merta apabila mereka menghadapi halangan. Penerima ultrasonik serta-merta menghentikan pemasaan apabila gelombang pantulan diterima. . Sensor pengukur jarak ultrasonik mengamalkan prinsip pengukuran jarak gema ultrasonik dan menggunakan teknologi pengukuran perbezaan masa yang tepat untuk mengesan jarak antara sensor dan sasaran. Ia menggunakan sudut kecil dan penderia ultrasonik kawasan buta kecil, yang mempunyai ukuran yang tepat, tiada sentuhan, kalis air, dan kakisan, kos rendah dan kelebihan lain. Kaedah penderia julat ultrasonik yang biasa digunakan ialah satu kepala sinaran sepadan dengan satu kepala penerima, dan berbilang kepala pemancar sepadan dengan satu kepala penerima. Berdasarkan ciri-ciri pengukuran jarak ultrasonik yang mudah, mudah dikendalikan dan tidak rosak, masa perjalanan pergi balik ultrasonik mesti diukur. , Anda boleh mendapatkan jarak. Ini adalah prinsip kerja sensor julat ultrasonik.

Modul sensor pengukuran jarak ultrasonik , modul sensor pengukuran jarak ultrasonik mempunyai dua mod penghantaran pilihan, iaitu mod larian bebas: apabila ada kuasa, sensor itu sendiri menghantar isyarat pencetus dan pecah (untuk aplikasi asas); mod pencetus luaran: sistem luaran (pengawal atau litar pemproses) mengawal isyarat pencetus untuk aplikasi lanjutan, kedua-dua mod ini sesuai untuk pelbagai tujuan, di samping itu, sensor juga melibatkan dua sumber kuasa input, satu voltan rendah (5V) sesuai untuk litar pemproses dan satu lagi Voltan tinggi (12V) sesuai untuk pengawal mengukur jarak ke halangan 3.5m (pada 5V), untuk menghantar data 3.5m (pada 5V), dan menghantar data. resolusi adalah dalam 5mm. Sebaliknya, dalam pelbagai kesempatan, pengguna boleh memilih mod tetapan yang berbeza mengikut persekitaran mereka sendiri, seperti tetapan pelarian bebas / pencetus UART / pencetus luaran, dsb. Pada masa yang sama, mereka juga boleh memutuskan sama ada untuk menggunakan penimbal cincin dan output mengikut tetapan kadar baud komunikasi UART ujian. Isyarat mempunyai cip ASIC berprestasi tinggi untuk memastikan penghantaran yang stabil dan penerimaan sensitif. Oleh itu, komunikasi antara sensor dan PC menggunakan 'papan antara muka' (RS232, pengawal selia kuasa) untuk memaparkan data dan menggunakan program pemantauan pada PC (terminal super tersedia) untuk menukar .Penguatan masa nyata ultrasonik penerima menggunakan jarak keluaran UART (ASCII, mm) untuk menukar isyarat pengesanan kepada isyarat segi empat tepat peringkat TTL (gelombang masa nyata).