Aktualności

Jesteś tutaj: Dom / Aktualności / Informacje o przetworniku ultradźwiękowym / Co to jest ultradźwiękowy przetwornik odległości

Co to jest ultradźwiękowy przetwornik odległości

Wyświetlenia: 3 Autor: Edytor witryny Czas publikacji: 26.03.2019 Pochodzenie: Strona

Pytać się

Słychać, że dźwięk powstaje w wyniku wibracji obiektu. Jego częstotliwość przetwornik odległości mieści się w zakresie 20HZ-20KHZ, fala ultradźwiękowa jest większa niż 20KHZ, a fala infradźwiękowa jest niższa niż 20HZ. Powszechnie stosowane częstotliwości ultradźwiękowe to dziesiątki KHZ-dziesiątki MHZ. Ponieważ kierunkowość ultradźwiękowa jest silna, często mierzy się ją odległością. Stosowanie testów ultradźwiękowych jest często szybkie, wygodne, proste do obliczeń, łatwe do uzyskania kontroli w czasie rzeczywistym i może spełnić wymagania przemysłowe i praktyczne w zakresie dokładności pomiaru. Dlatego jest szeroko stosowany w robotach mobilnych, bezpieczeństwie samochodów i pomiarach oceanów. Niniejszy wynalazek zapewnia urządzenie do pomiaru odległości z wyświetlaczem ciekłokrystalicznym, które wykorzystuje czujnik ultradźwiękowy i mikroprocesor zintegrowany z transmisją i odbiorem. Czujniki ultradźwiękowe służą do podziału czasu na transmisję i odbiór oraz odległości pomiędzy przeszkodą a obiektem ultradźwiękowy czujnik odległości obliczany jest na podstawie prędkości propagacji fali akustycznej w powietrzu oraz odstępu czasu od emisji impulsu do odbioru odbitego impulsu.

Czujnik przetwornika pomiaru odległości jest parametrem, który należy wykryć w różnych sytuacjach i kontrolach. Dlatego też ustalanie odległości jest problemem, który należy rozwiązać podczas gromadzenia danych. Chociaż istnieje wiele sposobów pomiaru odległości, takich jak pomiar odległości laserem, pomiar mikrofalowy, pomiar w podczerwieni i pomiar ultradźwiękowy. Jednakże pomiar ultradźwiękowy jest metodą prostą i wykonalną. Chociaż ultradźwiękowe obwody ustalające są różne, stosowano nawet specjalne ultradźwiękowe układy scalone. Jednak niektóre obwody są skomplikowane, trudne technicznie, inne trudne do debugowania, a niektóre komponenty nie są łatwe do zakupu. Obwód przedstawiony w tym artykule jest tani i niezawodny w działaniu. Zastosowane komponenty są łatwe do zakupu, a zasada ustalania zakresu jest połączona z przetwarzaniem danych w mikrokomputerze z pojedynczym chipem, aby poprawić dokładność pomiaru, obwód jest łatwy do wdrożenia, nie wymaga debugowania, a praca jest stabilna.

W życiu codziennym istnieją różne dalmierze. W porównaniu z odległością laserową i podczerwienią, fale ultradźwiękowe nie są wrażliwe na światło zewnętrzne, kolor i pola elektromagnetyczne. Są bardziej odpowiednie do trudnych środowisk z ciemnością, silnymi zakłóceniami elektromagnetycznymi, substancjami toksycznymi, kurzem lub dymem i identyfikują obiekty o słabej przezroczystości i rozproszonym odbiciu. Ma to również zalety. Co więcej, ultradźwiękowy przetwornik zbliżeniowy ma zalety silnej kierunkowości, powolnego zużycia energii i dużej odległości propagacji. Pomiar odległości ultradźwiękowej jest pomiarem bezkontaktowym szeroko stosowanym w radarach cofania antykolizyjnych, bliskości robotów, pomiarach oceanów, rozpoznawaniu obiektów i innych dziedzinach. Odległość to parametr, który należy wykryć w różnych sytuacjach i kontrolach. Dlatego też ustalanie odległości jest problemem, który należy rozwiązać podczas gromadzenia danych.

Zastosowano dalmierz ultradźwiękowy oraz mikroprocesor zintegrowany z transmisją i odbiorem. Czujniki ultradźwiękowe służą do podziału czasu na transmisję i odbiór, a odległość pomiędzy przeszkodą a dalmierzem ultradźwiękowym obliczana jest na podstawie prędkości propagacji fali akustycznej w powietrzu oraz odstępu czasu od emisji impulsu do odbioru odbitego impulsu. Dlatego pomiary często stosowane do pomiaru odległości, takie jak dalmierze i mierniki poziomu, można uzyskać za pomocą ultradźwięków.

Ultradźwiękowy czujnik pomiaru odległości zazwyczaj wykorzystuje metodę time-to-time, czyli odległość od mierzonego obiektu obliczana jest ze wzoru s=vt/2. Gdzie s to odległość pomiędzy transiwerem a mierzonym obiektem, v to prędkość propagacji fali ultradźwiękowej w ośrodku (v = 331,41+T/273m/s), a t to odstęp czasu w obie strony fali ultradźwiękowej. Zasada działania jest następująca: fala ultradźwiękowa emitowana z włosów rozchodzi się w powietrzu z prędkością v, po dotarciu do mierzonego obiektu odbija się od powierzchni i jest odbierana przez głowicę odbiorczą, czas podróży w obie strony wynosi t, a odległość mierzonego obiektu oblicza się ze wzoru s. T to temperatura otoczenia. Efekt ten należy wziąć pod uwagę, gdy dokładność ilości jest wysoka. Jednak ogólnie rzecz biorąc, tę metodę można odrzucić, a oprogramowanie może dostosować i skompensować. Ponieważ przetworniki ultradźwiękowe są również rodzajem fali dźwiękowej, prędkość dźwięku c jest powiązana z temperaturą i podaje się prędkość dźwięku w kilku różnych temperaturach. Podczas użytkowania, jeśli temperatura nie zmienia się zbytnio, prędkość dźwięku można uznać za zasadniczo stałą. Jeżeli dokładność pomiaru odległości jest bardzo duża, należy ją skorygować metodą kompensacji temperatury. Po określeniu prędkości dźwięku odległość można określić, mierząc czas podróży ultradźwiękowej w obie strony. Taka jest zasada określania odległości ultradźwiękowej.

Praca systemu to proces współpracy pomiędzy oprogramowaniem i sprzętem. Najpierw zacisk włączający jest ustawiany przez mikrokomputer, a następnie wysyła sygnał fali prostokątnej o częstotliwości 40 kHz przez przetwornik piezoelektryczny (nadajnik ultradźwiękowy) w celu przesłania sygnału i wyemitowania fali ultradźwiękowej, a jednocześnie timer jest uruchamiany po włączeniu timera. Sygnał jest odbijany z powrotem do przeszkody i nazywany jest tutaj echem. Jednocześnie przetwornik piezoelektryczny (odbiornik ultradźwiękowy) odbiera echo i odebraną falę ultradźwiękową, jest wzmacniany w wyniku przetwarzania sygnału i wysyłany do komparatora poprzez trzystopniowe wzmocnienie w celu porównania i wyprowadzenia napięcia porównawczego. Po przejściu napięcia wyjściowego przez triodę napięcie jest dopasowywane do portu I/O i na koniec wysyłane do mikrokomputera w celu przetworzenia. Wreszcie wyświetlacz ciekłokrystaliczny LCD towarzyszy wspaniałej muzyce.