Prinzip des Ultraschalls -Sensors

Prinzip des Ultraschalls -Sensors

Es gibt viele Methoden mit Ultraschallwandler mit kurzer Reichweite: wie die Erkennungsmethode zur Erkennung von Rundwegs, die Methode zur Erkennung von Schallwellenamplitude. Dieses Design verwendet die Rundweg-Zeit-Erkennungsmethode für die Entfernung. Das Prinzip ist, dass der Ultraschallsensor Ultraschallwellen einer bestimmten Frequenz abgibt, sich durch das Luftmedium ausbreitet und dann nach Erreichen des Messziels oder Hindernis zurück reflektiert. Nach der Reflexion erhält der Ultraschallempfänger den Impuls. Die Zeit, in der es vergeht, ist die Rundfahrtzeit und die Ultraschallwellenausbreitung. Die Entfernung hängt mit. Testen Sie die Übertragungszeit, um die Entfernung zu erhalten. Unter der Annahme, dass S der Abstand zwischen dem gemessenen Objekt und dem Entfernungsmesser ist, ist die gemessene Zeit t/s und die Ultraschallausbreitungsgeschwindigkeit wird durch v/m · s-1 dargestellt, dann gibt es eine Beziehung S = Vt ／ 2 (1 ))

Bei hohen Genauigkeits -Ultraschallwandler -Entfernungsanforderungen muss der Einfluss der Temperatur auf die Ultraschallausbreitungsgeschwindigkeit berücksichtigt und die Ultraschallausbreitungsgeschwindigkeit gemäß Gleichung (2) korrigiert werden, um den Fehler zu verringern.
v = 331,4+0,607T (2) In der Formel ist t die tatsächliche Temperatureinheit ist ℃, V ist die Ausbreitungsgeschwindigkeitseinheit der Ultraschallwelle im Medium ist m/s.

2 Gesamtsystementwurfsplan
Das System besteht aus Hardwarekreis -Teilen wie Ultraschallwellenübertragung, Echo -Signalempfang, Temperaturmessung, Anzeige und Alarm, Stromversorgung und entsprechenden Softwareteilen. Systemblockdiagramm.

Das gesamte System wird vom Single-Chip AT89S52 gesteuert. Der Ultraschallsensor übernimmt den geteilten Typ des Empfangs- und Sende-Wandlers, bei dem es sich jeweils um einen Ultraschalltransfertransducer TCT40-16T und einen Ultraschall-Empfangs-Transducer TCT40-16R handelt. Das Ultraschallsignal wird durch den Ultraschallübertragungswandler in die Luft übertragen, und das Echo wird vom Ultraschallempfänger -Wandler empfangen, nachdem er sich vom gemessenen Objekt widerspiegelt. Nach der relevanten Verarbeitung erzeugt der INT0 -Pin des Eingangsmikrocontrollers einen Interrupt, berechnet die verstrichene Zeit und berechnet dann die entsprechende Schallgeschwindigkeit gemäß der spezifischen Temperatur. Gemäß Gleichung (2) kann der entsprechende Abstand für die Anzeige erhalten werden. Natürlich kann der Entfernungsalarmwert bei einigen Gelegenheiten nach Bedarf auch festgelegt werden.