Gedetailleerde uitleg van de meetmethode voor ultrasone sensoren

In de dagelijkse productie en het leven, ultrasone afstandssensoren worden voornamelijk gebruikt in de achteruitrijradar van auto's, het automatisch vermijden van obstakels door robots, bouwplaatsen en sommige industriële locaties, zoals vloeistofniveau, putdiepte, pijpleidinglengte, enz., waarvoor automatisch contactloos bereik vereist is. Er zijn momenteel twee veelgebruikte ultrasone afstandsoplossingen. Het ene is het ultrasone bereiksysteem gebaseerd op een microcomputer met één chip of ingebedde apparatuur, en het andere is het ultrasone bereiksysteem gebaseerd op CPLD (Complex Programmable Logic Device). Om het gerelateerde toepassingsontwerp van een ultrasone afstandssensor te begrijpen, moeten we eerst het werkingsprincipe van de ultrasone afstandssensor begrijpen.

Werkingsprincipe van ultrasone sensor

Ultrasone sensoren zijn sensoren die ultrasone signalen omzetten in andere energiesignalen (meestal elektrische signalen). Ultrageluid verwijst naar de mechanische schokgolf die wordt gegenereerd in elastische media met een frequentie groter dan 20 kHz. Het heeft de kenmerken van een sterke gerichtheid, een langzaam energieverbruik en een relatief lange voortplantingsafstand, dus wordt het vaak gebruikt voor contactloos bereik. Omdat de ultrasone golf een groot vermogen heeft om vloeistoffen en vaste stoffen binnen te dringen, vooral in vaste stoffen die ondoorzichtig zijn voor zonlicht. Wanneer de ultrasone golf de onzuiverheid of het grensvlak raakt, zal deze een aanzienlijke reflectie produceren om een ​​echo te vormen, en kan deze een dopplereffect produceren wanneer deze een bewegend object raakt. Ultrasoon bereik heeft dus een beter aanpassingsvermogen aan de omgeving.

Momenteel zijn er veel methoden om dit te doen ultrasone module-afstandssensor : zoals detectiemethode voor retourtijd, fasedetectiemethode en detectiemethode voor akoestische golfamplitude. Het principe van de ultrasone sensor zendt een bepaalde frequentie van ultrasone golven uit, voortgeplant door luchtmedium, en reflecteert terug nadat het meetdoel of obstakel is bereikt. Na reflectie ontvangt de ultrasone ontvanger de puls. De tijd die hiervoor nodig is, is de heen- en terugreistijd. De retourtijd houdt verband met de voortplanting van ultrasone golven. De afstand van de reis is gerelateerd. De testtransmissietijd kan de afstand verkrijgen. Bijvoorbeeld: Ervan uitgaande dat de afstand tussen het gemeten object en de afstandsmeter is, is de gemeten tijd t/s en wordt de ultrasone voortplantingssnelheid uitgedrukt als v/m·s-1, dan is er een relationele uitdrukking (1)s=vt／2 (1) 

In het geval van hoge nauwkeurigheidseisen moet rekening worden gehouden met de invloed van de temperatuur op de ultrasone voortplantingssnelheid, en moet de ultrasone voortplantingssnelheid worden gecorrigeerd volgens formule (2) om de fout te verminderen.

v=331,4+0,607T (2) In de formule is T de werkelijke temperatuur in ℃, en v de voortplantingssnelheid van ultrasoon geluid in het medium in m/s.

  

Werkingsprincipe van ultrasone afstandssensor

Het principe van ultrasoon bereik is het zenden van ultrasone golven in een bepaalde richting via een ultrasone zender en het starten van de timing op hetzelfde moment als de lanceringstijd. Wanneer de ultrasone golven zich voortplanten in de lucht, keren ze onmiddellijk terug als ze obstakels tegenkomen. De ultrasone ontvanger stopt onmiddellijk met het timen wanneer de gereflecteerde golf wordt ontvangen. . De ultrasone afstandsmeetsensor maakt gebruik van het principe van ultrasone echo-afstandsmeting en maakt gebruik van nauwkeurige tijdsverschilmeettechnologie om de afstand tussen de sensor en het doel te detecteren. Het maakt gebruik van een ultrasone sensor met een kleine hoek en een klein blind gebied, die nauwkeurige metingen, geen contact, waterdicht en corrosie, lage kosten en andere voordelen heeft. De algemeen gebruikte methode van ultrasone afstandssensoren is dat één stralingskop overeenkomt met één ontvangende kop, en meerdere zendkoppen corresponderen met één ontvangende kop. Gebaseerd op de eenvoudige, eenvoudig te bedienen en schadevrije eigenschappen van ultrasone afstandsmeting, moet de ultrasone retourtijd worden gemeten. , Je kunt de afstand krijgen. Dit is het werkingsprincipe van de ultrasone afstandssensor.

Ultrasone afstandsmetingssensormodule , ultrasone afstandsmetingssensormodule heeft twee optionele transmissiemodi, namelijk vrijloopmodus: wanneer er stroom is, verzendt de sensor zelf trigger- en burst-signalen (voor basistoepassingen); externe triggermodus: extern systeem (controller of processorcircuit) controletriggersignaal voor geavanceerde toepassingen, deze twee modi zijn geschikt voor verschillende doeleinden, daarnaast omvat de sensor ook twee ingangsstroombronnen, de ene is laagspanning (5V) geschikt voor processorcircuits en de andere De hoogspanning (12V) is geschikt voor de controller om de afstand tot obstakels van 3,5 m (bij 5V), 5m (bij 12V) te meten en UART-communicatie te gebruiken om gegevens te verzenden, de resolutie ligt binnen 5 mm. Aan de andere kant kunnen gebruikers bij verschillende gelegenheden verschillende instellingsmodi kiezen op basis van hun eigen omgeving, zoals free-running/UART-trigger/externe trigger-instelling, enz. Tegelijkertijd kunnen ze ook beslissen of ze ringbuffer en uitvoer willen gebruiken volgens de baudrate-instelling van de test-UART-communicatie. Het signaal is voorzien van een krachtige ASIC-chip die een stabiele transmissie en gevoelige ontvangst garandeert. Daarom maakt de communicatie tussen de sensor en de pc gebruik van het 'interfacebord' (RS232, stroomregelaar) om de gegevens weer te geven en wordt het monitoringprogramma op de pc gebruikt (superterminal is beschikbaar) om de werkelijke waarde te wijzigen. De ontvangende ultrasone real-time versterking gebruikt de UART (ASCII, mm) uitgangsafstand om het detectiesignaal in realtime om te zetten in een rechthoekig signaal op TTL-niveau (blokgolf).