Explicație detaliată a metodei de măsurare a intervalului senzorului ultrasonic

În producția și viața de zi cu zi, Senzorii de distanță cu ultrasunete sunt utilizați în principal în radarul de marșarier al mașinii, mersul automat pentru evitarea obstacolelor a roboților, șantierele de construcții și unele site-uri industriale, cum ar fi nivelul lichidului, adâncimea puțului, lungimea conductei etc., care necesită o măsurare automată fără contact. În prezent, există două soluții de măsurare cu ultrasunete utilizate în mod obișnuit. Unul este sistemul de măsurare cu ultrasunete bazat pe microcomputer cu un singur cip sau echipament încorporat, iar celălalt este sistemul de măsurare cu ultrasunete bazat pe CPLD (Dispozitiv logic programabil complex). Pentru a înțelege proiectarea aplicației aferente senzorului cu ultrasunete, trebuie mai întâi să înțelegem principiul de funcționare al senzorului cu ultrasunete.

Principiul de funcționare al senzorului cu ultrasunete

Senzorii cu ultrasunete sunt senzori care convertesc semnalele ultrasonice în alte semnale energetice (de obicei semnale electrice). Ultrasunetele se referă la unda de șoc mecanic generată în medii elastice cu o frecvență mai mare de 20 kHz. Are caracteristici de directivitate puternică, consum lent de energie și distanță de propagare relativ lungă, așa că este adesea folosit pentru distanța fără contact. Deoarece unda ultrasonică are o mare capacitate de a pătrunde în lichide și solide, în special în solidele care sunt opace la lumina soarelui. Când unda ultrasonică lovește impuritatea sau interfața, va produce o reflexie semnificativă pentru a forma un ecou și poate produce un efect Doppler atunci când lovește un obiect în mișcare. , Deci, măsurarea cu ultrasunete are o adaptabilitate mai bună la mediu.

În prezent, există multe metode de Senzor de distanță al modulului ultrasonic : cum ar fi metoda de detectare a timpului dus-întors, metoda de detectare a fazei și metoda de detectare a amplitudinii undei acustice. Principiul senzorului ultrasonic emite o anumită frecvență a undelor ultrasonice, propagate prin aer, și se reflectă înapoi după atingerea țintei de măsurare sau a obstacolului. După reflectare, receptorul cu ultrasunete primește pulsul. Timpul necesar este timpul dus-întors. Timpul dus-întors este legat de propagarea undelor ultrasonice. Distanța călătoriei este legată. Timpul de transmisie a testului poate obține distanța. De exemplu: Presupunând că este distanța dintre obiectul măsurat și telemetru, timpul măsurat este t/s și viteza de propagare a ultrasunetelor este exprimată cu v/m·s-1, atunci există o expresie relațională (1)s=vt／2 (1) 

În cazul cerințelor de mare precizie, trebuie luată în considerare influența temperaturii asupra vitezei de propagare a ultrasunetelor, iar viteza de propagare a ultrasunetelor trebuie corectată conform formulei (2) pentru a reduce eroarea.

v=331,4+0,607T (2) În formulă, T este temperatura reală în ℃ și v este viteza de propagare a ultrasunetelor în mediu în m/s.

  

Principiul de funcționare al senzorului cu ultrasunete

Principiul intervalului ultrasonic este de a transmite unde ultrasonice într-o anumită direcție printr-un transmițător ultrasonic și de a începe cronometrarea în același timp cu ora de lansare. Când undele ultrasonice se propagă în aer, ele se vor întoarce imediat când întâlnesc obstacole. Receptorul cu ultrasunete oprește imediat cronometrarea când unda reflectată este recepționată. . Senzorul ultrasonic de măsurare a distanței adoptă principiul măsurării distanței cu ecoul ultrasonic și utilizează tehnologia precisă de măsurare a diferenței de timp pentru a detecta distanța dintre senzor și țintă. Adoptă un senzor ultrasonic cu unghi mic și zonă oarbă mică, care are măsurare precisă, fără contact, rezistent la apă și coroziune, cost redus și alte avantaje. Metoda utilizată în mod obișnuit a senzorului cu ultrasunete este aceea că un cap de radiație corespunde unui cap de recepție, iar mai multe capete de transmisie corespund unui cap de recepție. Pe baza caracteristicilor simple, ușor de utilizat și fără deteriorare ale măsurării distanței cu ultrasunete, trebuie măsurat timpul de călătorie cu ultrasunete dus-întors. , Puteți obține distanța. Acesta este principiul de funcționare al senzorului cu ultrasunete.

Modulul senzor de măsurare a distanței cu ultrasunete , modulul senzorului de măsurare a distanței cu ultrasunete are două moduri de transmisie opționale, și anume modul de rulare liberă: atunci când există putere, senzorul în sine trimite semnale de declanșare și explozie (pentru aplicații de bază); modul de declanșare extern: sistem extern (controller sau circuit de procesor) controlează semnalul de declanșare pentru aplicații avansate, aceste două moduri sunt potrivite pentru diverse scopuri, în plus, senzorul implică și două surse de alimentare de intrare, una este de joasă tensiune (5V) potrivită pentru circuitele procesorului și cealaltă Tensiunea înaltă (12V) este potrivită pentru controler pentru a măsura distanța până la obstacole de 3,5m (la 5V), (la 5V, transmiterea de date pentru a utiliza 3,5m) rezoluția este de 5 mm. Pe de altă parte, în diferite ocazii, utilizatorii pot alege diferite moduri de setare în funcție de propriul mediu, cum ar fi setarea de declanșare liberă/declanșare UART/declanșare externă etc. În același timp, ei pot decide, de asemenea, dacă să utilizeze tampon de inel și ieșire în funcție de setarea vitezei de transmisie a comunicației UART de testare. Semnalul are un cip ASIC de înaltă performanță pentru a asigura o transmisie stabilă și o recepție sensibilă. Prin urmare, comunicarea dintre senzor și PC folosește „placa de interfață” (RS232, regulator de putere) pentru a afișa datele și pentru a utiliza programul de monitorizare de pe computer (super terminalul este disponibil) pentru a modifica valoarea reală.