проектування ультразвукової передавально-приймальної схеми

Розробка апаратних схем

Меандр 40 кГц Ультразвуковий датчик перетворювача ехолотів програмується одним чіпом, виводиться через порт P3.6, а потім ультразвуковий передавальний датчик використовується для передачі ультразвукової хвилі через підсилювальний контур. Після того, як ультразвукова хвиля, що випромінює, відбивається назад від перешкоди, ультразвукова приймальна головка отримує сигнал і надсилає його на однокристальний мікрокомп’ютер через посилення детектування, інтегральне формування та серію обробки приймального контуру. Однокристальний мікрокомп'ютер ім Ультразвуковий сенсорний перетворювач обчислює відстань до перешкоди, використовуючи швидкість поширення звукової хвилі та інтервал часу від передачі імпульсу до прийому відбитого імпульсу, і відображається на однокристальному мікрокомп’ютері. Пристрій для вимірювання відстані складається з ультразвукового датчика, однокристального мікрокомп’ютера, схеми передачі/приймання та світлодіодного дисплея. Вхідний кінець датчика з’єднаний із передавальною та приймальною схемою, а вихідний кінець приймальної схеми з’єднаний з однокристальним мікрокомп’ютером, а вихідний кінець одного чіпа з’єднаний із вхідним кінцем схеми відображення.

Схема ультразвукової передачі та прийому:

Ультразвукова хвиля - це механічна хвиля з частотою коливань понад 20 кГц. Він може рухатися по прямій лінії, і напрямок поширення хороший. Відстань поширення також велика. Коли зовнішній ультразвуковий датчик він передається в середовищі, він стикається з перешкодою на відбиваючій поверхні, що падає на нього. Буде створена відбита хвиля. Завдяки наведеним вище характеристикам ультразвукових хвиль, ультразвукові хвилі широко використовуються для вимірювання відстані, товщини об’єкта тощо. Крім того, вимірювання ультразвукових хвиль є ідеальним безконтактним методом визначення дальності. Коли виконується вимірювання відстані, передавач і приймач ультразвукових хвиль встановлюються на одній горизонтальній лінії, завершують передачу та прийом ультразвукових хвиль і одночасно запускають відлік часу. По-перше, ультразвуковий датчик випромінює ультразвукові хвилі в напрямку реверсу і одночасно запускає таймер. Коли ультразвукові хвилі знаходяться в повітрі, вони відбиваються, коли стикаються з перешкодами. Коли приймальний датчик ультразвукового перетворювача отримує відбиті хвилі, він видає негативні імпульси. Перейдіть до мікроконтролера, щоб негайно зупинити відлік часу. Таким чином, таймер може точно записати час t(s), який використовується для поширення в обидві сторони між точкою ультразвукового випромінювання та перешкодою. Оскільки ультразвукова хвиля поширюється в повітрі при нормальній температурі близько 340 м/с, відстань між перешкодою та зондом, що передає: S = 340 × t / 2 = 170 × t.

Конструкція ланцюга передачі ультразвуку

Контур ультразвукової передачі складається з ультразвукового перетворювача глибини та ультразвукового підсилювача. Ультразвуковий зонд перетворює електричний сигнал на механічну хвилю, і імпульс прямокутної форми 40 кГц, створений одним чіпом, повинен бути посилений, щоб ультразвуковий зонд передав ультразвукову хвилю. Таким чином, керування випромінюванням є фактично ланцюгом підсилення сигналу. Мікросхема виконує посилення сигналу. Контур ультразвукового прийому розроблений таким чином, щоб ослаблюватися під час поширення ультразвукових хвиль у повітрі. Якщо відстань велика, ультразвуковий сигнал, отриманий ланцюгом прийому ультразвуку, буде слабким, тому необхідно посилити отриманий сигнал. Кратники також відносно великі.

Ультразвук — це загальний термін для механічних хвиль, частота яких перевищує межу частоти чутності людського вуха. Він може передаватися в газах, рідинах і твердих тілах. Ультразвуковий датчик – це датчик, розроблений з використанням характеристик ультразвукових хвиль. Ультразвукові датчики можна використовувати для визначення відстані, вимірювання потоку, дефектоскопії металу тощо. Тому ультразвуковий контроль широко використовується в промисловості, національній обороні, біомедичних та інших аспектах.

Датчик рівня бруду — це пристрій або пристрій, який може сприймати певний вимірюваний об’єкт і перетворювати його на придатний для використання сигнал відповідно до певного правила. Зазвичай він вимірюється як неелектрична фізична величина, а вихідний сигнал, як правило, є потужністю. Він може служити продовженням органів чуття людини та розширити доступ людини до інформації в природних і продуктивних сферах у всіх аспектах. У середині 20-го століття було встановлено, що кристали певних середовищ (такі як кристали кварцу, кристали тартрату калію тощо) здатні генерувати ультразвукові хвилі більшої потужності під дією високої напруги та вузького імпульсу. Відповідно до цього ультразвукові датчики здатні випромінювати, приймати та аналізувати звуки, невидимі для нашого вуха. У аспекті виявлення ультразвуковий датчик може виконувати такі функції, як ультразвукове вимірювання дальності та ультразвукова дефектоскопія, і може використовуватися для виявлення уламків підводних човнів, підводних човнів противника та відображення металевих внутрішніх пошкоджень. Вони можуть бути застосовані до різних технічних галузей, таких як промисловість, сільське господарство, легка промисловість і медичне обслуговування, і тісно пов’язані з нашим життям.