تطوير جهاز قياس المسافة الرقمي بالموجات فوق الصوتية
تكوين الدائرة ومبدأ عمل جهاز تحديد المدى بالموجات فوق الصوتية
يتكون جهاز تحديد المدى بالموجات فوق الصوتية من دائرة توليد بالموجات فوق الصوتية، ودائرة تضخيم الاستقبال بالموجات فوق الصوتية، ودائرة العد والعرض.
دائرة توليد بالموجات فوق الصوتية
دائرة لتوليد الموجات فوق الصوتية. يشكل المؤقت المزدوج EN556 (U2b) مشغلًا أحادي الاستقرار. يشكل R6 وC6 دائرة تفاضلية، تعمل على النحو التالي: عند الضغط على الزر S2، يصبح المستوى المنخفض نبضة ذروة موجبة وسالبة، والتي يتم الحصول عليها من خلال VD1 وتؤدي إلى قلب الزناد الأحادي الاستقرار. تبلغ المدة عالية المستوى لإخراج الوجه الأحادي الاستقرار حوالي 1 مللي ثانية، أي tw ≈ 1.1R5C5 ≈ 1 مللي ثانية. EN556 (U2n) يشكل مذبذب توافقي متعدد بتردد التذبذب f1=1/T1 ≈ 1/{0.7 [(R1+R2)+2 (R{{ 23}}R4)] C3 ≈ 40 كيلو هرتز
التحكم في مستوى إخراج المولد. عندما يصدر الزناد الأحادي الاستقرار مستوى عاليًا، يتأرجح المذبذب التوافقي المتعدد، ويخرج الطرف 5 من EN556 حوالي 40 نبضة مستطيلة بتردد 40 كيلو هرتز ودورة تشغيل تبلغ حوالي 50%. بالنظر إلى عدم استقرار مرحلة البداية للمذبذب التوافقي المتعدد، فقد تم تصميم عدد أكبر من النبضات m للإدخال. إذا كان عدد نبضات الخرج صغيرًا جدًا، فستكون كثافة الانبعاث منخفضة وستكون مسافة القياس قصيرة. مسبار مستشعر الرطوبة، مستشعر أنبوب التسخين الكهربائي من الفولاذ المقاوم للصدأ PT100، سخان الألمنيوم المصبوب، صمام الملف اللولبي لسائل التسخين، ولكن مع وجود عدد كبير جدًا من النبضات ومدة انبعاث طويلة. عندما تكون المسافة إلى الجسم المقاس قريبة، لم ينبعث قطار النبض بالكامل، مما يتسبب في وصول الصدى الناتج عن النبضة الأولى المنبعثة إلى الطرف المستقبل، مما يؤثر على نتائج قياس المسافة وزيادة النقطة العمياء لقياس المسافة. تشكل U1a~U1e لـ 74HC04 (U1) دائرة قيادة نبض بالموجات فوق الصوتية، والتي يمكن أن تزيد من سعة جهد النبض الذي يقود مستشعر النقل بالموجات فوق الصوتية، وإجراء تحويل كهربائي/صوتي بشكل فعال، وتعزيز القدرة على انبعاث موجات فوق صوتية، وزيادة القياس مسافة. يتم عكس مسار واحد من قطار النبض 40 كيلو هرتز من خلال U1a، ثم يتم قلبه من خلال عاكس متصل بالتوازي مع U1b وU1e؛ يتم عكس المسار الآخر بواسطة عاكس متصل بالتوازي مع U1c وU1d في الجنوب.
