Desenvolvimento do dispositivo digital ultrassônico de medição de distância
Composição do circuito e princípio de funcionamento do telêmetro ultrassônico
O telêmetro ultrassônico consiste em um circuito de geração ultrassônica, um circuito de amplificação de recepção ultrassônica, um circuito de contagem e exibição.
Circuito gerador ultrassônico
Circuito para geração de ondas ultrassônicas. O temporizador duplo EN556 (U2b) forma um gatilho monoestável. R6 e C6 formam um circuito diferencial, que funciona da seguinte forma: ao pressionar o botão S2, o nível baixo se torna um pulso de pico positivo e negativo, que é obtido através de VD1 e aciona o flip do gatilho monoestável. A duração de alto nível da saída flip monoestável é de aproximadamente 1ms, ou seja, tw ≈ 1.1R5C5 ≈ 1ms. EN556 (U2n) forma um oscilador multi-harmônico com frequência de oscilação f1=1/T1 ≈ 1/{0.7 [(R1+R2)+2 (R{{ 23}}R4)] C3 ≈ 40kHz
Controle de nível de saída do gerador. Quando o gatilho monoestável emite um nível alto, o oscilador multi-harmônico oscila e o pino 5 do EN556 emite aproximadamente 40 pulsos retangulares com uma frequência de 40kHz e um ciclo de trabalho de cerca de 50%. Considerando a instabilidade do estágio inicial do oscilador multi-harmônico, um número maior de pulsos m é projetado para entrada. Se o número de pulsos de saída for muito pequeno, a intensidade da emissão será baixa e a distância de medição será curta. Sonda sensor de umidade, tubo de aquecimento elétrico de aço inoxidável Sensor PT100, aquecedor de alumínio fundido, válvula solenóide de fluido de bobina de aquecimento, mas com muitos pulsos e longa duração de emissão. Quando a distância até o objeto medido é próxima, o trem de pulsos não foi totalmente emitido, o que faz com que o eco gerado pelo primeiro pulso emitido chegue à extremidade receptora, afetando os resultados da medição de distância e aumentando o ponto cego da medição de distância. O U1a ~ U1e de 74HC04 (U1) forma um circuito de acionamento de pulso ultrassônico, que pode aumentar a amplitude da tensão de pulso que aciona o sensor de transmissão ultrassônico, realizar efetivamente a conversão elétrica/acústica, aumentar a capacidade de emitir ondas ultrassônicas e aumentar a medição distância. Um caminho do trem de pulsos de 40kHz é invertido através de U1a e depois invertido através de um inversor conectado em paralelo com U1b e U1e; A outra rota é invertida por um inversor conectado em paralelo a U1c e U1d no sul.
