基于單片機(jī)的測(cè)距儀設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-24 19:34 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 該電路特點(diǎn)是輸出驅(qū)動(dòng)電流大（大于15mA），效率高等。T為40KHz的脈沖。工作的電壓為5V。： 40kHZ超聲波發(fā)射電路之六方案① 采用CX20106紅外線接收芯片。 40kHZ超聲波接收電路之一方案②采用NPN晶體管V進(jìn)行放大構(gòu)成超聲波接收電路，超聲波傳感器采用TC4016。 超聲波傳感器一般用于檢測(cè)反射波，它遠(yuǎn)離超聲波發(fā)生源，能量衰減較大，只能接收到幾mV左右的微弱信號(hào)。因此，實(shí)際應(yīng)用時(shí)要加多級(jí)放大器。： 超聲波接收電路之一綜合幾個(gè)方案后發(fā)現(xiàn)，在發(fā)射電路中，只有方案⑥最簡(jiǎn)單，最容易實(shí)現(xiàn)。其他的方案的電路中所要求的電壓都是比較高，在使用的過程中都需要對(duì)電壓進(jìn)行單獨(dú)轉(zhuǎn)化，不方便，增加了成本，電路也比較復(fù)雜。在接收電路的方案中選擇方案①，使用集成電路比較容易，干擾也比方案②要低。 第3章 超聲波簡(jiǎn)介聲音是與人類生活緊密相聯(lián)的一種自然現(xiàn)象，人們對(duì)聲音早有認(rèn)識(shí)，在人們的日常生活中存在著各式各樣的聲音。在科學(xué)史上，聲學(xué)是發(fā)展最早的學(xué)科之一。然而，由于超聲是人耳聽不到的信號(hào)，直到18世紀(jì)，人們才開始研究海豚、蝙蝠等動(dòng)物時(shí)，才推測(cè)自然界存在超聲。聲波是一種能在氣體、液體和固體中傳播的機(jī)械波。根據(jù)聲波振動(dòng)頻率的范圍，可以分為次聲波、聲波、超聲波和特超聲波。當(dāng)聲的頻率高到超過人耳的頻率極限時(shí)，人們就覺察不出聲的存在，我們稱這種高頻率的聲為超聲。頻率高于人類聽覺上限頻率(約20000Hz)的聲波，稱為超聲波，或稱超聲。在通常的超聲波測(cè)距系統(tǒng)中，用電脈沖激勵(lì)超聲探頭的壓電晶片，使其產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，這種振動(dòng)在與其接觸的介質(zhì)中傳播，形成超聲波。聲波產(chǎn)生的條件是首先要有一個(gè)作機(jī)械振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)作波源，其次要有傳播振動(dòng)的彈性介質(zhì)。此外，當(dāng)振動(dòng)傳播時(shí)，振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)并不隨波而移走，只是在自己的平衡位置附近振動(dòng)而已，這與電磁波(交變電磁場(chǎng)以光速在空間的傳播)是完全不相同，與光波也不同。相比之下，超聲波具有下面的一些特點(diǎn)：(l)它能以各式各樣的傳播模式(縱波、橫波、表面波、薄板波)在氣體、液體、固體或它們的混合物等各種媒質(zhì)中傳播，也可在光不能通過的金屬、生物體中傳播，是探測(cè)物質(zhì)內(nèi)部的有效手段。(2)由于超聲波與電磁波相比速度慢，對(duì)于相同的頻率波長(zhǎng)較短，容易提高測(cè)量的分辨率。(3)由于傳播時(shí)受介質(zhì)聲速、聲阻抗和衰減常數(shù)的影響大，所以，反過來可由超聲波傳播的情況測(cè)量物質(zhì)的狀態(tài)。超聲波是一種彈性機(jī)械波，它可以在氣體、液體和固體中傳播。我們知道，電磁波的傳播速度為3108m/s，而超聲波在空氣中常溫下的傳播速度為340m/s,其速度相對(duì)電磁波是非常慢的。超聲波在相同的傳播介質(zhì)里(大氣條件)傳播速度相同，即在相當(dāng)大的頻率范圍內(nèi)聲速不隨頻率變化,波動(dòng)的傳播方向與振動(dòng)方向一致，是縱向振動(dòng)的彈性機(jī)械波，它是借助于傳播介質(zhì)的分子運(yùn)動(dòng)而傳播的。聲源在介質(zhì)中施力方向與波在介質(zhì)中傳播方向不同，超聲波通常有四種形式：(1)縱波縱波是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與傳播方向一致的波為縱波。它能在固體、液體或氣體中傳播。(2)橫波橫波也稱瑞利波，它是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向垂直于傳播方向的波稱為橫波。它只能在固體中傳播。(3)表面波表面波是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)介于縱波和橫波之間，沿著固體表面?zhèn)鞑ィ穹S深度增加而迅速衰減的波為表面波。(4)蘭姆波蘭姆波是產(chǎn)生在大約一個(gè)波長(zhǎng)的薄板內(nèi)，聲場(chǎng)遍及整個(gè)板的厚度。蘭姆波沿著板的兩表面及中部傳播，兩表面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是縱波和橫波成分之和，運(yùn)動(dòng)軌跡是橢圓。蘭姆波可分為對(duì)稱型和非對(duì)稱型兩種。當(dāng)聲波從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)時(shí)，在兩介質(zhì)的分界面上，一部分能量反射回原介質(zhì)，稱為反射波；另一部分能量透射過界面，在另一個(gè)介質(zhì)內(nèi)部繼續(xù)傳播，稱為折射波。、折射原理圖這些物理現(xiàn)象均遵守反射定律、折射定律。除了有縱波的反射波折射波以外，還有橫波的反射和折射。在一定條件下還能產(chǎn)生表面波。其反射與折射滿足如下規(guī)律:入射角α的正弦與反射角a’的正弦之比，等于波束之比。當(dāng)入射波和反射波的波形一樣時(shí)，波速一樣，入射角α即等于反射角α。入射角。的正弦與折射角刀的正弦之比，等于入射波中介質(zhì)的波速V1，與折射波中介質(zhì)的波速V2之比， 超聲波的效應(yīng)當(dāng)超
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