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超聲波多普勒效應(yīng)測(cè)速儀的設(shè)計(jì)(參考版)

2025-01-16 19:04本頁(yè)面
  

【正文】 參考文獻(xiàn)[1] 李光仲,劉俊英,閆 鵬等, 基于數(shù)字存儲(chǔ)示波器的超聲多普勒效應(yīng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J]. 大學(xué)物理. 2009, Vol. 28(12),P3335.[2] 郭天祥. 新概念51單片機(jī)C語(yǔ)言教程-入門、提高、開發(fā)、拓展全攻略[M]. 北京:電子工業(yè)出版社,[3] 童詩(shī)白,華英成. 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(第四版)[M]. 北京:高等教育出版社,[4] 孫存英,俞嘉隆,喬衛(wèi)平. 超聲波探測(cè)技術(shù)原理實(shí)驗(yàn)[J]. 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn). 2010, :P13.[5] 李光仲,劉俊英. 基于模擬乘法器的超聲多普勒黏度測(cè)量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)[J]. 物理實(shí)驗(yàn). 2010, :P47。由于實(shí)驗(yàn)裝置以單片機(jī)為控制核心,只需對(duì)程序作一定修改即可很方便的改進(jìn)以滿足多種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量測(cè)量,增強(qiáng)了其可操作性與擴(kuò)展性。六、結(jié)論經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,本多普勒超聲波效應(yīng)測(cè)速儀能夠準(zhǔn)確的完成超聲波頻率的測(cè)量并驗(yàn)證了多普勒效應(yīng)。通過上述數(shù)據(jù)對(duì)比分析,可知該裝置的測(cè)量精度較高。測(cè)試結(jié)果表2 兩光電門之間的距離 測(cè)量次數(shù) 12345長(zhǎng)度cm平均距離cm表3 超聲波聲源頻率測(cè)量次數(shù) 123456頻率Hz389703897038980389803900038990平均值Hz表4 聲源遠(yuǎn)離時(shí)測(cè)得數(shù)據(jù)與分析結(jié)果時(shí)間ms302296305298306311308脈沖數(shù)11745115201186811590118721210611984計(jì)算速度m/s平均速度A類不確定度=B類不確定度=合成不確定度=速度=177。l 小車通過砝碼牽引,如果裝置沒有進(jìn)行平衡摩擦力處理,實(shí)際上為勻加速直線運(yùn)動(dòng),而數(shù)據(jù)處理時(shí)卻近似為勻速直線運(yùn)動(dòng)。對(duì)于發(fā)射裝置,需要檢查電池能量是否充沛。l 注意用電安全。(5)計(jì)算不確定度,分析誤差來(lái)源。(3)準(zhǔn)備好后,釋放砝碼,測(cè)試開始,儀器自動(dòng)記錄小車通過時(shí)間t及該時(shí)間內(nèi)接收到的脈沖個(gè)數(shù)。模式2的操作過程:(1)調(diào)節(jié)好發(fā)射頭與接收頭的位置,使中心線始終保持在同一直線上。(4)讀取100ms內(nèi)的脈沖數(shù)。(2)打開頻率計(jì)及超聲波發(fā)射器開關(guān)。圖13 控制流程圖五、數(shù)據(jù)分析與測(cè)試驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)分兩個(gè)測(cè)量任務(wù):一個(gè)為測(cè)量信號(hào)源隨物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的頻率測(cè)量(模式2);另一個(gè)為測(cè)定信號(hào)源自身的頻率(模式1)。讀取供手工計(jì)算測(cè)得的信號(hào)頻率f。供手工計(jì)算信號(hào)頻率f0。兩種模式的資源配置與控制見表 所示。有關(guān)實(shí)際頻率,為強(qiáng)調(diào)學(xué)生的參與和掌握誤差來(lái)源,選用人工計(jì)算。系統(tǒng)默認(rèn)模式為模式1。圖12 電路仿真結(jié)果17 學(xué)生實(shí)踐與科技創(chuàng)新中心四、軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)任務(wù)單片機(jī)系統(tǒng)的任務(wù)有:實(shí)現(xiàn)信號(hào)源頻率的測(cè)定與顯示;實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)頻率的檢測(cè)與顯示。LED指示燈用以指示T1/T0的工作狀態(tài),
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