傳感器標(biāo)準(zhǔn)論文文件-文庫(kù)吧
2025-01-03 14:11 本頁(yè)面
【正文】 的較少。在上海,新型單片機(jī)測(cè)控裝置于系統(tǒng) 的研究?生產(chǎn)基礎(chǔ)比較雄厚,在生產(chǎn)中需要新型測(cè)控裝置與系統(tǒng),也就努力研究?開(kāi)發(fā)?因此,上海 的工程技術(shù)和科研人員需要 的是應(yīng)用技術(shù),更看重 的是生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用,對(duì)研究理論?算法?成果是論文 的較少。深圳在研制新型測(cè)控裝置與系統(tǒng)領(lǐng)域也比較有成績(jī),盡管與其它國(guó)家開(kāi)發(fā)者相比較尚有距離,但是,深圳 的高校?科研所 的最大特點(diǎn)就是實(shí)際,與生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目無(wú)關(guān) 的問(wèn)題基本上不去考慮,這里 的工程技術(shù)和測(cè)控人員關(guān)心 的不是理論?不是算法?不是論文,而考慮,是用什么材料?測(cè)控什么物理量?優(yōu)點(diǎn)是什么?與機(jī)器設(shè)備 的通訊接口等等?一些發(fā)達(dá)國(guó)家在單片機(jī)新型測(cè)控裝置與系統(tǒng)研究?制造?應(yīng)用上,已積累了經(jīng)驗(yàn),奠定了基礎(chǔ),進(jìn)入了國(guó)際市場(chǎng)?我國(guó)在新型測(cè)控裝置與系統(tǒng)研究?制造?應(yīng)用和經(jīng)驗(yàn)上,有一定 的基礎(chǔ),與其它發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在距離?但是,我國(guó) 的科研人員能夠克服很多 的困難,有望在相關(guān)領(lǐng)域能夠趕上甚至超過(guò)發(fā)達(dá)國(guó)家 的技術(shù)水平,這是趨勢(shì)? 的提出及意義 目前在工控領(lǐng)域內(nèi)流行很多種控制系統(tǒng),它們有各自 的優(yōu)點(diǎn)和不足,適用范圍也不同,先做一比較: 基于可編程控制器(PLC)控制方案?PLC是一種專門(mén)為了在工業(yè)環(huán)境下運(yùn)用而設(shè)計(jì) 的數(shù)字運(yùn)算操作 的電子系統(tǒng)?是用越烈 的環(huán)境,但是由于其原設(shè)計(jì)定位就是以處理開(kāi)關(guān)量為主 的順序控制 的自動(dòng)化產(chǎn)品,在其工作過(guò)程中只有順序執(zhí)行而沒(méi)有工作周期 的概念,因此,低于有大量復(fù)雜控制回路和人機(jī)聯(lián)系較高 的生產(chǎn)過(guò)程,用PLC來(lái)控制時(shí)不適合 的?以單片機(jī)為控制核心 的智能控制系統(tǒng)有低功耗,更寬 的工作電壓范圍,高性能化,混合信號(hào)集成化,串行擴(kuò)展技術(shù),小體積,低價(jià)格,ISP及基于ISP開(kāi)發(fā)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)?液位是工業(yè)生產(chǎn)中最常見(jiàn)和最基本 的工藝參數(shù),因此完成上述主要功能需要比較全面地設(shè)計(jì)出超聲波液位控制系統(tǒng)地方案?該系統(tǒng)主要以8051單片機(jī)位控制核心,檢測(cè)到地?cái)?shù)據(jù)經(jīng)8051單片機(jī)處理后,傳至4位數(shù)碼管顯示模塊顯示?1 超聲波測(cè)距原理 超聲波超聲(超音波學(xué)) 的定義:聲音是與人類生活緊密相聯(lián) 的一種自然現(xiàn)象?當(dāng)聲波 的頻率高到超過(guò)人耳聽(tīng)覺(jué) 的頻率極限時(shí),人們就覺(jué)察不出聲 的存在,因而稱這種高頻率 的聲為“超”聲?超聲波通常指1秒內(nèi)振動(dòng)20000次以上 的高頻聲波?超聲波具有以下四個(gè)基本特性:束射特性,吸收特性,高功率, 聲壓作用?上述四個(gè)基本特性使超聲波在媒體中導(dǎo)致如下五種效應(yīng):力學(xué)效應(yīng)?熱學(xué)效應(yīng)?光學(xué)效應(yīng)?電學(xué)效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)?超聲波 的特點(diǎn)是它能在各種媒質(zhì)中傳播。波長(zhǎng)短,因而分辨率很好。聲束尖銳,聲能集中。在不同物質(zhì)界面上會(huì)有反射?折射?散射等現(xiàn)象。可獲得較高聲強(qiáng)?利用聲在媒質(zhì)中 的聲速?衰減?共振?反射等現(xiàn)象可測(cè)量物質(zhì) 的成分?比重?厚度等?超聲波測(cè)距就是利用超聲波脈沖反射回波實(shí)現(xiàn) 的?超聲波在空氣中 的傳播速度為340米/秒,因此,如果能測(cè)出超聲波在空氣中傳播時(shí)間,就能算出其傳播 的距離?超聲波測(cè)距就是通過(guò)測(cè)定超聲波傳播 的時(shí)間間隔來(lái)測(cè)出聲波傳送 的距離,這就是所謂 的時(shí)間差測(cè)距法?超聲波測(cè)距方法有如下兩種:(1)直接式超聲波測(cè)距方法:直接式超聲波測(cè)距方法 的原理是,測(cè)量發(fā)送器發(fā)射超聲波到接收器并接收到超聲波 的時(shí)間t,已知超聲波在空氣中 的傳播速度v,則超聲波發(fā)送器到對(duì)象物 的距離為: S=v*t(2)反射式超聲波測(cè)距方法:反射式超聲波測(cè)距方法 的原理是,發(fā)送器向某一方向發(fā)射超聲波,在發(fā)射時(shí)刻 的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),超聲波在空氣中傳播途中遇到對(duì)象物就立即返回來(lái),接收器接收到反射波就立即停止計(jì)時(shí),這時(shí)計(jì)時(shí)器就顯示下了超聲波從發(fā)射到對(duì)象物間 的來(lái)回傳播時(shí)間t,從而發(fā)送器到對(duì)象物 的距離可用下式計(jì)算出來(lái):S=Vt/2 超聲波傳感器在超聲波測(cè)距系統(tǒng)中利用超聲波傳感器產(chǎn)生和接收超聲波,利用超聲波 的特性進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量?利用超聲波感知或檢測(cè)物體,有非破壞性?遙控性?實(shí)時(shí)性?可穿透性等優(yōu)點(diǎn),在許多方面體現(xiàn)了獨(dú)到之處?很早以前,人們便掌握了超聲波探傷與聲納 的技術(shù)?近年來(lái),超聲波 的波長(zhǎng)范圍己達(dá)Lm級(jí),頻率己增大到GHz領(lǐng)域,分辨率達(dá)Pin量級(jí) 的超聲波顯微鏡已實(shí)用化?在這種頻率范圍,超聲波敏感元件成為薄膜狀,與傳統(tǒng) 的形狀大相徑庭,它 的進(jìn)步將對(duì)電子學(xué) 的發(fā)展起重要作用?人們?yōu)檠芯亢蛻?yīng)用超聲波,己發(fā)明設(shè)計(jì)并制成了許多類型 的超聲波發(fā)生器:機(jī)械方式和電氣方式產(chǎn)生超聲波發(fā)生器?實(shí)質(zhì)上,超聲波發(fā)生器即是超聲波換能器,它將其它形式 的能量轉(zhuǎn)換成超聲波 的能量(發(fā)射換能器來(lái)完成)和使超聲波 的能量轉(zhuǎn)換成其它易于檢測(cè) 的能量(接收換能器來(lái)完成)?一般是用電能和超聲能量相互轉(zhuǎn)換?電氣方式類型包括:壓電型?磁致伸縮型和電動(dòng)型等,機(jī)械方式有:氣流旋等?各種類型 的超聲波發(fā)生器產(chǎn)生 的超聲波 的功率?頻率和聲波特性都不相同?目前使用較多 的是電氣類中 的壓電型超聲波發(fā)生器?而壓電材料有單晶體 的?多晶體復(fù)合 的,如石英單晶體,輕酸鋇壓電陶瓷?對(duì)欽酸鉛壓電陶瓷復(fù)合晶體((PZT4, PZT5)等? 超聲波 的傳感器結(jié)構(gòu)和發(fā)射原理將兩個(gè)壓電元件(或一個(gè)壓電元件和一個(gè)金屬板)粘合在一起,稱為雙壓電晶片(由一個(gè)壓電元件構(gòu)成 的稱為單壓電晶片)壓電式超聲波發(fā)生器實(shí)際上是利用壓電晶體 的諧振來(lái)工作 的?它有兩個(gè)壓電晶片和一個(gè)共振板?當(dāng)它 的兩極外加脈沖信號(hào),其頻率等于壓電晶片 的固有振蕩頻率時(shí),壓電晶片將會(huì)發(fā)生共振,并帶動(dòng)共振板振動(dòng),便產(chǎn)生超聲波?反之,如果兩電極間未外加電壓,當(dāng)共振板接收到超聲波時(shí),將壓迫壓電晶片作振動(dòng),將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號(hào)
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