超聲波液位測(cè)量計(jì)的設(shè)計(jì)-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 ? 聲波是物體機(jī)械振動(dòng)狀態(tài)的傳播形式。超聲波可以在氣體、液體及固體中傳播 ,其傳播速度不同。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。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。 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 。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。采用熱敏電阻，熱電偶、集成溫度傳感器都可以獲得較為準(zhǔn)確的溫度值。 ? 4）查閱相關(guān)數(shù)據(jù)，分析超聲波液位測(cè)量?jī)x的組成，確定超聲波液位測(cè)量?jī)x的總體方案。其傳播速度 ( c) 與物質(zhì)密度 (ρ ) 的積 (ρ c) 稱為該物質(zhì)的聲阻抗。 ? 如圖一所示：設(shè)置一個(gè)超聲波發(fā)射器和一個(gè)接收器 (頻率相同 ) 。 2022/2/3 ? 在超聲波測(cè)物距的原理基礎(chǔ)上增添一些裝置就可以達(dá)到測(cè)量液位的目的 ,構(gòu)成超聲波液位計(jì)。整機(jī)電路方框圖如圖 3所示 : ? ? 圖 3 液位計(jì)整機(jī)電路框圖 2022/2/3 系統(tǒng)組成及說(shuō)明 ? 在圖 3 中 ,發(fā)射電路是一個(gè) 40 KHz 的多諧振蕩器 ,與超聲波發(fā)射換能器連接可以發(fā)射出一串串?dāng)嗬m(xù)的 40 KHz 超聲波信號(hào) ,發(fā)射完每一串它就向計(jì)數(shù)器送出一個(gè)脈沖 ,觸發(fā)啟動(dòng)計(jì)數(shù) ,假設(shè)該時(shí)刻為 t0 。在此基礎(chǔ)上 ,增加一個(gè)減數(shù)運(yùn)算的電路 , 將計(jì)數(shù)器計(jì)出的液面距離 h作減數(shù) ,使計(jì)數(shù)結(jié)果符合 h′= H h,則顯示結(jié)果液面高度 (液位 ) 。 2022/2/3 發(fā)射振蕩電路 ? IC3 在 40 KHz 的時(shí)鐘作用下 ,在它的相應(yīng)腳上依次出現(xiàn) Q0 — Q7 高電平脈沖 ,至第 6 腳出現(xiàn) Q7 脈沖 ,一路送到第 15 腳 (RST 端 ),使 IC3 復(fù)位 ,實(shí)現(xiàn) 8 分頻 。經(jīng)整形后的脈沖作為時(shí)鐘加至 IC7 (4017)的時(shí)鐘輸入端 (14 腳 ) 。電路如圖 7 ,從發(fā)射振蕩電路555 第 3 腳送來(lái)的 40 KHz 方波信號(hào) ,經(jīng)一級(jí) RC 低通濾波后 ,進(jìn)行電壓放大。 ? 顯示電路采用 LED數(shù)碼管顯示，數(shù)碼管具有：低能耗、低損耗、低壓，對(duì)外界環(huán)境要求低，易維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，雖只能顯示非常有限的符號(hào)和數(shù)碼字，但可完全滿足本設(shè)計(jì)。也可根據(jù)自身?xiàng)l件，參照國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程，制定企業(yè)內(nèi)部相應(yīng)的校準(zhǔn)規(guī)范。值此論文完成之際，作為張老師的學(xué)生，向恩師表達(dá)由衷的感謝和深深的敬意。 ? 最后再次向四年來(lái)關(guān)心和幫助我的輔導(dǎo)員、老師和同學(xué)們表示衷心的感謝！謝謝你們！
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