Explicație detaliată a metodei de măsurare a senzorului ultrasonic

    În producția și viața de zi cu zi, Senzorii de măsurare cu ultrasunete sunt utilizați în principal în radarul de marșarier al mașinii, mersul automat pentru evitarea obstacolelor robot, șantierele de construcții și unele site-uri industriale, cum ar fi nivelul lichidului, adâncimea puțului, lungimea conductei și alte ocazii care necesită distanță automată fără contact. În prezent, există două soluții de măsurare cu ultrasunete utilizate în mod obișnuit. Unul este un sistem de măsurare ultrasonică bazat pe un microcomputer cu un singur cip sau un dispozitiv încorporat, iar celălalt este un sistem de măsurare cu ultrasunete bazat pe un CPLD (Dispozitiv logic programabil complex). Pentru a înțelege proiectarea aplicației aferente senzorilor cu ultrasunete, trebuie mai întâi să înțelegem principiul de funcționare al senzorilor cu ultrasunete.

Principiul de funcționare al senzorului ultrasonic

Senzorii cu ultrasunete sunt senzori care convertesc semnalele ultrasonice în alte semnale energetice (de obicei semnale electrice). Undele ultrasonice se referă la undele de șoc mecanic generate în medii elastice cu o frecvență mai mare de 20 kHz. Au directivitate puternică, consum lent de energie și distanțe de propagare relativ mari. Prin urmare, ele sunt adesea folosite pentru măsurarea distanței fără contact. Datorită pătrunderii mari a undelor ultrasonice în lichide și solide, în special în solidele care sunt opace la lumina soarelui. Undele ultrasonice care întâlnesc impurități sau interfețe vor produce reflexii semnificative și vor forma reflexii în ecouri, iar atingerea obiectelor în mișcare poate produce efectul Doppler. Prin urmare, măsurarea cu ultrasunete are o adaptabilitate mai bună la mediu. În plus, măsurarea cu ultrasunete poate obține un compromis bun în timp real, precizie și preț.

În prezent, există multe metode de măsurare cu ultrasunete: cum ar fi metoda de detectare a timpului dus-întors, metoda de detectare a fazei, metoda de detectare a amplitudinii undei acustice. Principiul este că senzorul ultrasonic emite unde ultrasonice de o anumită frecvență, se propagă prin mediul aerian și apoi se reflectă înapoi după atingerea țintei de măsurare sau a obstacolului. După reflectare, receptorul cu ultrasunete primește pulsul. Distanța este legată. Testați timpul de transmisie pentru a găsi distanța. De exemplu:

Presupunând că s este distanța dintre obiectul măsurat și telemetru, timpul măsurat este t / s, iar viteza de propagare a ultrasunetelor este reprezentată de v / m · s-1, atunci există o relație (1)

s=vt／2 (1)

În cazul cerințelor de mare precizie, este necesar să se ia în considerare influența temperaturii asupra vitezei de propagare a ultrasunetelor și a corecta viteza de propagare a ultrasunetelor conform ecuației (2) pentru a reduce erorile.

v = 331,4 + 0,607T (2)

În formulă, T este unitatea de temperatură reală este ℃, v este unitatea de viteză de propagare a undelor ultrasonice în mediu este m / s.

Principiul de măsurare a distanței cu ultrasunete este de a transmite unde ultrasonice într-o anumită direcție prin transmițătorul ultrasonic și de a începe cronometrarea în același timp cu timpul de transmisie. Când undele ultrasonice se propagă în aer, ele se vor întoarce imediat când întâlnesc obstacole. . Senzorul cu ultrasunete folosește principiul ecoului ultrasonic și utilizează tehnologia precisă de măsurare a diferenței de timp pentru a detecta distanța dintre senzor și țintă. Utilizează un senzor ultrasonic cu unghi mic și zonă oarbă mică, care are măsurare precisă, fără contact, rezistent la apă și anti-impermeabil. Coroziune, cost redus și alte avantaje. Metoda comună a senzorilor cu ultrasunete este aceea că un cap radiant corespunde unui cap de recepție, iar mai multe capete de transmisie corespund unui cap de recepție. Pe baza caracteristicilor simple, ușor de operat și fără daune bazate pe intervalul ultrasonic, este necesar să se măsoare timpul de călătorie cu ultrasunete dus-întors, puteți găsi distanța. Acesta este modul în care funcționează senzorul cu ultrasunete.