Sviluppo del dispositivo digitale di misurazione della distanza ad ultrasuoni
Composizione del circuito e principio di funzionamento del telemetro ad ultrasuoni
Il telemetro ad ultrasuoni è costituito da un circuito di generazione di ultrasuoni, un circuito di amplificazione di ricezione degli ultrasuoni, un circuito di conteggio e visualizzazione.
Circuito generatore di ultrasuoni
Circuito per la generazione di onde ultrasoniche. Il doppio timer EN556 (U2b) costituisce un trigger monostabile. R6 e C6 formano un circuito differenziale, che funziona come segue: quando viene premuto il pulsante S2, il livello basso diventa un impulso di picco positivo e negativo, ottenuto tramite VD1 e attiva l'inversione del trigger monostabile. La durata di alto livello dell'uscita flip monostabile è di circa 1 ms, ovvero tw ≈ 1.1R5C5 ≈ 1 ms. EN556 (U2n) forma un oscillatore multiarmonico con frequenza di oscillazione f1=1/T1 ≈ 1/{0.7 [(R1+R2)+2 (R{{ 23}}R4)] DO3 ≈ 40kHz
Controllo del livello di uscita del generatore. Quando il trigger monostabile emette un livello alto, l'oscillatore multiarmonico oscilla e il pin 5 di EN556 emette circa 40 impulsi rettangolari con una frequenza di 40kHz e un ciclo di lavoro di circa il 50%. Considerando l'instabilità dello stadio iniziale dell'oscillatore multiarmonico, viene progettato un numero maggiore di impulsi m per l'ingresso. Se il numero di impulsi in uscita è troppo piccolo, l'intensità dell'emissione sarà bassa e la distanza di misurazione sarà breve. Sonda sensore umidità, sensore PT100 a tubo elettrico riscaldante in acciaio inox, riscaldatore in alluminio pressofuso, elettrovalvola fluido serpentina di riscaldamento, ma con troppi impulsi e lunga durata di emissione. Quando la distanza dall'oggetto misurato è vicina, il treno di impulsi non è stato completamente emesso, il che fa sì che l'eco generato dal primo impulso emesso raggiunga l'estremità ricevente, influenzando i risultati della misurazione della distanza e aumentando il punto cieco della misurazione della distanza. Gli U1a~U1e di 74HC04 (U1) formano un circuito di pilotaggio di impulsi ultrasonici, che può aumentare l'ampiezza della tensione di impulso che guida il sensore di trasmissione ultrasonica, eseguire efficacemente la conversione elettrica/acustica, migliorare la capacità di emettere onde ultrasoniche e aumentare la misurazione distanza. Un percorso del treno di impulsi a 40kHz viene invertito attraverso U1a, e poi invertito attraverso un inverter collegato in parallelo con U1b e U1e; L'altro percorso viene invertito da un inverter collegato in parallelo a U1c e U1d a sud.
