超聲波液位測(cè)量計(jì)的設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2025-12-08 19:54 本頁(yè)面
【正文】 折射和反射現(xiàn)象 ,并且在傳播過(guò)程中有衰減。超聲波在媒質(zhì)中的反射、折射、衍射、散射等傳播規(guī)律 ,與可聽(tīng)聲波的規(guī)律并沒(méi)有本質(zhì)上的區(qū)別。與可聽(tīng)聲波比較 ,超聲波具有許多奇異特性 :傳播特性 ── 超聲波的衍射本領(lǐng)很差 ,它在均勻介質(zhì)中能夠定向直線傳播 ,超聲波的波長(zhǎng)越短 ,這一特性就越顯著。功率特性 ──當(dāng)聲音在空氣中傳播時(shí) ,推動(dòng)空氣中的微粒往復(fù)振動(dòng)而對(duì)微粒做功。 2022/2/3 超聲波距離傳感器技術(shù)的應(yīng)用 ? 超聲波傳感器包括三個(gè)部分 :超聲換能器、處理單元和輸出級(jí)。首先處理單元對(duì)超聲換能器加以電壓激勵(lì) ,其受激后以脈沖形式發(fā)出超聲波 ,接著超聲換能器轉(zhuǎn)入接受狀態(tài) ,處理單元對(duì)接收到的超聲波脈沖進(jìn)行分析 ,判斷收到的信號(hào)是不是所發(fā)出的超聲波的回聲。如果是 ,就測(cè)量超聲波的行程時(shí)間 ,根據(jù)測(cè)量的時(shí)間換算為行程 ,除以 2,即為反射超聲波的物體距離。把超聲波傳感器安裝在合適的位置 ,對(duì)準(zhǔn)被測(cè)物變化方向發(fā)射超聲波 ,就可測(cè)量物體表面與傳感器的距離。超聲波傳感器有發(fā)送器和接收器 ,但一個(gè)超聲波傳感器也可具有發(fā)送和接收聲波的雙重作用。超聲波傳感器是利用壓電效應(yīng)的原理將電能和超聲波相互轉(zhuǎn)化 ,即在發(fā)射超聲波的時(shí)候 ,將電能轉(zhuǎn)換 ,發(fā)射超聲波 。而在收到回波的時(shí)候 ,則將超聲振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。 2022/2/3 ? 超聲測(cè)距大致有以下方法 :① 取輸出脈沖的平均值電壓 ,該電壓 (其幅值基本固定 )與距離成正比 ,測(cè)量電壓即可測(cè)得距離 。② 測(cè)量輸出脈沖的寬度 ,即發(fā)射超聲波與接收超聲波的時(shí)間間隔 t,故被測(cè)距離為 S=1/2vt。如果測(cè)距精度要求很高 ,則應(yīng)通過(guò)溫度補(bǔ)償?shù)姆椒右孕Ｕ?。超聲波測(cè)距適用于高精度的中長(zhǎng)距離測(cè)量 2022/2/3 本課題設(shè)計(jì)的主要工作及結(jié)構(gòu)安排 ? 1）超聲波發(fā)射與接收 ? 通過(guò)查閱相關(guān)的資料，了解到在超聲波測(cè)量中頻率取得太低，外界的雜音干擾較多，頻率取得太高，檢測(cè)距離越短 [9]，根據(jù)本次課題的實(shí)際情況，可采用 40KHz收發(fā)分體式超聲波傳感器。利用軟件產(chǎn)生 40KHz的脈沖信號(hào)，鑒于單片機(jī)的輸出口驅(qū)動(dòng)能力較弱，應(yīng)在發(fā)射電路上增加功率放大電路，從而提高測(cè)量距離，達(dá)到課題要求。從接收傳感器探頭傳來(lái)的超聲回波很微弱（幾十個(gè) mV級(jí)），又存在較強(qiáng)的噪聲，所以接收電路必須包括前置放大電路和濾波電路，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)有用的信號(hào)進(jìn)行放大，并抑制其他的噪聲和干擾。 2022/2/3 本課題設(shè)計(jì)的主要工作及結(jié)構(gòu)安排 ? 2）提高精度的處理 ? 由于超聲波的聲速與溫度有關(guān)，如果要想提高精度，則應(yīng)通過(guò)溫度補(bǔ)償?shù)姆椒右孕Ｕ?。由測(cè)量精度分析可知，如果能夠知道當(dāng)?shù)販囟?，則可根據(jù)公式 C=+，從而能夠獲得較高的測(cè)量精度 [10]。采用熱敏電阻，熱電偶、集成溫度傳感器都可以獲
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