超聲波液位測(cè)量計(jì)的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-02-02 19:54 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 得較為準(zhǔn)確的溫度值。從性價(jià)比和使用方便程度來考慮，使用數(shù)字溫度傳感器來獲取系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的溫度是最佳方案。 2022/2/3 ? 3）與 PC機(jī)通訊的功能 ? 上位機(jī)和單片機(jī)的通信有串行通信或者并行通信，單片機(jī)與 PC機(jī)的通信，涉及到兩個(gè)方面，一方面是單片機(jī) C51程序，完成數(shù)據(jù)的收發(fā)；二是 PC機(jī)的串口通信程序和界面的編制。通過查閱資料了解到，單片機(jī)與 PC的通訊可以使用 VB， labview， VC++， Delphi， C++ Builder等軟件來實(shí)現(xiàn)界面的顯示，根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況與熟悉程度，可以采用 C++Builder應(yīng)用程序界面實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與 PC機(jī)通訊。 ? 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。 ? 5）完成超聲波液位測(cè)量?jī)x的硬件和軟件設(shè)計(jì)。 ? 6）系統(tǒng)組成包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)、電源模塊、超聲波發(fā)射模塊路、超聲波接收模塊、鍵盤顯示模塊、溫度測(cè)量模塊。 2022/2/3 ? 超聲波 (15 KHz 以上 ) 能在氣體、液體、固體中傳播 ,其傳播速度及衰減量隨物質(zhì)的不同而不同。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。在兩種物質(zhì)界面上 , 超聲波的反射率取決于聲阻抗 ,ρ c大的反射率也大。超聲波在空氣中傳播 ,遇到障礙物 (包括水等液體 , 只要符合 ρ c 較大的情況 ) 時(shí) ,就會(huì)產(chǎn)生明顯的反射。超聲波的傳播具有一定的直線性 , 遇障礙物會(huì)產(chǎn)生反射。 ? 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 ) 。發(fā)射器用于發(fā)射一個(gè)超聲波信號(hào) ,而接收器用于接收從障礙物反射回來的超聲波信號(hào)。如果使兩束波的夾角 θ 遠(yuǎn)小于發(fā)射器和接收器與障礙物之間的距離 h , 那么 ,超聲波從發(fā)射到被接收的時(shí)間 t 與 h 成正比關(guān)系 ,即 h = c 3 ( t/ 2)(1) 其中 c 是超聲波速度 ,在空氣中約344m/ s 。我們可以通過測(cè)量超聲波在這個(gè)過程的傳播時(shí)間 t 來計(jì)算出物距 h 。 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)。其工作原理如圖 2 , 將超聲波發(fā)射、接收器安裝在離液體底部高為 H 的位置上 ,設(shè)液面的高度為 h′ 。采用超聲波測(cè)距離的原理測(cè)量出液位計(jì)到液面的距離 h,則液位的高度 (深度)為 : ? h′= H h(2) ? 使用適宜的電路來實(shí)現(xiàn)這個(gè)運(yùn)算 ,就可以做成液位計(jì)了。 ? 圖 1 超聲波發(fā)射示意圖 2022/2/3 圖 2 液位計(jì)示意圖 2022/2/3 2 系統(tǒng)組成及說明 ? 超聲波反射式液位計(jì)主要由發(fā)射、接
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