超声波测距仪电路图及各部分的原理

2021-03-07 15:40:16 字数 4256 阅读 5095

1楼:向愛

超声波在塑料加工中的应用原理:塑料加工中所用的超声波,现有的几种工作频率有15khz,18khz,20khz,40khz.其原理是...

2,超声波焊机的组成部分和原理超声波焊接机主要由如下几个部分组成:发生器,气动部分,程序控制部分,换能器部分等.

超声波测距是通过不断检测超声波发射后遇到障碍物所反射的回波,从而测出发射和接收回波的时间差t,然后求出距s=ct/2,式中的c为超声波波速。由于超声波也是一种声波,其声速c与温度有关,表1列出了几种不同温度下的声速。在使用时,如果温度变化不大,则可认为声速是基本不变的。

如果测距精度要求很高,则应通过温度补偿的方法加以校正。声速确定后,只要测得超声波往返的时间,即可求得距离。这就是超声波测距仪的机理。

其系统框图如图1所示。

2楼:匿名用户

超声波测距仪可分三

部分:驱动部分、信号放大部分、信号分析部分。

驱动部分:将与探头频率一致超声波脉冲(3-20个),转换为高压驱动超声波探头,通常使用脉冲变压器升压;脉冲发出后,驱动电路处于静音状态,此时不要发出任何信号以免干扰信号接收;

信号放大:将超声波信号放大1000倍以上(10米以上检测距离需要放大1-10万倍)并通过带通,最终转换为高低电平的触发信号,准备信号分析。

信号分析部分:统计出超声波从发射到接收的实际时间,换算成毫秒再乘以声速再除以2,就是实际检测距离。

实际上,一个成熟的超声波测距仪电路还需要考虑很多因素,例如可靠性、探头寿命、工作温度范围,还需要考虑气温对声速的影响。

超声波测距的原理

3楼:匿名用户

1、 超声波发生器

为了研究和利用超声波,人们已经设计和制成了许多超声波发生器。总体上讲,超声波发生器可以分为两大类:一类是用电气方式产生超声波,一类是用机械方式产生超声波。

电气方式包括压电型、磁致伸缩型和电动型等;机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。它们所产生的超声波的频率、功率和声波特性各不相同,因而用途也各不相同。目前较为常用的是压电式超声波发生器。

2、压电式超声波发生器原理

压电式超声波发生器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。超声波发生器内部结构如图1所示,它有两个压电晶片和一个共振板。当它的两极外加脉冲信号,其频率等于压电晶片的固有振荡频率时,压电晶片将会发生共振,并带动共振板振动,便产生超声波。

反之,如果两电极间未外加电压,当共振板接收到超声波时,将压迫压电晶片作振动,将机械能转换为电信号,这时它就成为超声波接收器了。

3、超声波测距原理

超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为340m/s,根据计时器记录的时间t,就可以计算出发射点距障碍物的距离(s),即:s=340t/2 。

这就是所谓的时间差测距法。

超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知,测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间,根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离。由此可见,超声波测距原理与雷达原理是一样的。

测距的公式表示为:l=c×t

式中l为测量的距离长度;c为超声波在空气中的传播速度;t为测量距离传播的时间差(t为发射到接收时间数值的一半)。

超声波测距主要应用于倒车提醒、建筑工地、工业现场等的距离测量,虽然目前的测距量程上能达到百米,但测量的精度往往只能达到厘米数量级。

由于超声波易于定向发射、方向性好、强度易控制、与被测量物体不需要直接接触的优点,是作为液体高度测量的理想手段。在精密的液位测量中需要达到毫米级的测量精度,但是目前国内的超声波测距专用集成电路都是只有厘米级的测量精度。通过分析超声波测距误差产生的原因,提高测量时间差到微秒级,以及用lm92温度传感器进行声波传播速度的补偿后,我们设计的高精度超声波测距仪能达到毫米级的测量精度。

超声波测距误差分析

根据超声波测距公式l=c×t,可知测距的误差是由超声波的传播速度误差和测量距离传播的时间误差引起的。

时间误差

当要求测距误差小于1mm时,假设已知超声波速度c=344m/s (20℃室温),忽略声速的传播误差。测距误差s△t<(0.001/344) ≈0.

000002907s 即2.907μs。

在超声波的传播速度是准确的前提下,测量距离的传播时间差值精度只要在达到微秒级,就能保证测距误差小于1mm的误差。使用的12mhz晶体作时钟基准的89c51单片机定时器能方便的计数到1μs的精度,因此系统采用89c51定时器能保证时间误差在1mm的测量范围内。

超声波传播速度误差

超声波的传播速度受空气的密度所影响,空气的密度越高则超声波的传播速度就越快,而空气的密度又与温度有着密切的关系,如表1所示。

已知超声波速度与温度的关系如下:

式中: r —气体定压热容与定容热容的比值,对空气为1.40,

r —气体普适常量,8.314kg·mol-1·k-1,

m—气体分子量,空气为28.8×10-3kg·mol-1,

t —绝对温度,273k+t℃。

近似公式为:c=c0+0.607×t℃

式中:c0为零度时的声波速度332m/s;

t为实际温度(℃)。

对于超声波测距精度要求达到1mm时,就必须把超声波传播的环境温度考虑进去。例如当温度0℃时超声波速度是332m/s, 30℃时是350m/s,温度变化引起的超声波速度变化为18m/s。若超声波在30℃的环境下以0℃的声速测量100m距离所引起的测量误差将达到5m,测量1m误差将达到5cm。

4楼:yzwb我爱我家

超声波测距原理是通过超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播时碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为v,而根据计时器记录的测出发射和接收回波的时间差△t,就可以计算出发射点距障碍物的距离s,即:

这就是所谓的时间差测距法。

由于超声波也是一种声波,其声速c与温度有关,表1列出了几种不同温度下的声速。在使用时,如果温度变化不大,则可认为声速是基本不变的。常温下超声波的传播速度是334米/秒,但其传播速度v易受空气中温度、湿度、压强等因素的影响,其中受温度的影响较大,如温度每升高1℃,声速增加约0.

6米/秒。如果测距精度要求很高,则应通过温度补偿的方法加以校正(本系统正是采用了温度补偿的方法)。已知现场环境温度t时,超声波传播速度v的计算公式为:

声速确定后,只要测得超声波往返的时间,即可求得距离。这就是超声波测距仪的机理。

5楼:爱我爱林林

超声波测距原理是在超声波发射装置发出超声波,它的根据是接收器接到超声波时的时间差,跟回音差不多,与雷达测距原理相似。

超声波知识:

超声波是一种频率高于20000赫兹的声波,它的方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,在水中传播距离远,可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。

超声波应用:

除湿器,清洗机,粉碎机,**机,旋转蒸发器等。

超声波测距仪的基本原理是什么?

6楼:北京理工大学出版社

由于超声波也是一种声波,其声速v与温度有关。在使用时,如果传播介质温度变化不大,则可近似认为超声波速度在传播的过程中是基本不变的。

如果对测距精度要求很高,则应通过温度补偿的方法对测量结果加以数值校正。声速确定后,只要测得超声波往返的时间,即可求得距离。

跪求大神帮分析这个超声波测距接收电路的工作原理

7楼:匿名用户

打酱油路copy过。上官说的没错,我bai再细化一下吧:

tl074是个du4运放(这是不得不说的废zhi话):

运放4/4(12.13.14脚)dao

作为第1级放大,是反向放大,放大倍数大约4.7倍;

运放3/4(8.9.10脚)和2/4(5.

6.7脚)应该是带通放大器,也有放大作用,不过2/4(5.6.

7脚)这部分电路好像线接错了,需要重新检查一下,或者可参考典型的双运放带通放大电路;

运放1/4(1.2.3脚)我猜是个比较器,当3脚的信号大于1/2电源电压时输出高电平,否则输出低电平,不过tl074可能无法做到轨-轨输出,需要通过q2转换为ttl电平才能被u1正确识别,另外q2还能起到一个反相器的作用。

8楼:匿名用户

这个就是一个小信号放大电路吧。

9楼:沨

网页链接

建议把原理图重新画,运放画成单独的运放单元这样或许可以更容易理解一些

谁知道信号发生器的这张电路图各部分原理和作用?急求

1楼 振荡级是文式电桥振荡电路,振荡频率第一电容通过选择开关进行粗调,第二通过电位器细调 振荡级放大倍数通过反馈100k电位器调节。稳幅通过反馈回路对场效应管3dj6控制漏源等效电阻对电路进行稳幅。。输出级是电压跟随器,输出电压等于输入电压,对负载起隔离作用,提高带负载能力,输出电压大小通过输入分压...

希望大神们能给我讲解一下,希望大神们能给我讲解一下ds-1电路图的原理重点是画圈的部分,谢谢 5

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