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超聲波測距儀結(jié)構(gòu)及原理

超聲波測距儀組成結(jié)構(gòu) 超聲波測距儀由超聲波發(fā)生電路、超聲波接收放大電路、計(jì)數(shù)和顯示電路組成。超聲波測距儀工作原理
超聲波測距儀主要是通過聲速來測量的,肉眼看不見射出的線。裝置上有設(shè)置瞄點(diǎn)裝置,只要把儀器對準(zhǔn)要測量的目標(biāo),就會出現(xiàn)一點(diǎn)在測距儀的顯示屏幕上。

超聲波測距儀組成結(jié)構(gòu)
超聲波測距儀由超聲波發(fā)生電路、超聲波接收放大電路、計(jì)數(shù)和顯示電路組成。
超聲波發(fā)生電路為超聲波發(fā)生電路。雙定時器EN556(U2b)組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。R6和C6構(gòu)成微分電路,其作用是:當(dāng)按鍵S2按下時,低電平變成正負(fù)尖頂脈沖,經(jīng)過VD1得到負(fù)尖頂脈沖,觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。單穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)輸出的高電平持續(xù)約1 ms,即tw≈1.1R5C5≈1 ms。EN556(U2n)組成多諧振蕩器,接地電阻測試儀振蕩頻率f1=1/T1≈1/{0.7[(R1+R2)+2(R3+R4)]C3≈40 kHz。該振蕩器振蕩受單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出電平控制。當(dāng)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出高電平時,多諧振蕩器產(chǎn)生振蕩,EN556的引腳5輸出約40個頻率為40 kHz、占空比約50%的矩形脈沖。考慮到多諧振蕩器起振階段不穩(wěn)定,因此設(shè)計(jì)輸m脈沖數(shù)較多。若輸出脈沖數(shù)太少,則發(fā)射強(qiáng)度小,測量距離短。但脈沖數(shù)過多,發(fā)射持續(xù)時間長,在距離被測物較近時,脈沖串尚未發(fā)射完,這樣導(dǎo)致先發(fā)射出的脈沖產(chǎn)生的回波將到達(dá)接收端,影響測距結(jié)果,造成測距盲區(qū)增大。(U1)的U1a~U1e組成超聲波脈沖驅(qū)動電路,可提高驅(qū)動超聲波發(fā)送傳感器的脈沖電壓幅值,有效進(jìn)行電/聲轉(zhuǎn)換,增強(qiáng)發(fā)射超聲波的能力,增大測量距離。40 kHz脈沖串的一路經(jīng)U1a反相,再經(jīng)由U1b和U1e并聯(lián)的反相器反相;其另一路經(jīng)南U1c和U1d并聯(lián)的反相器反相。

超聲波測距儀工作原理
超聲波指向性強(qiáng),能量消耗緩慢,在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn),所以經(jīng)常用超聲波來測量距離,如測距儀和物體測量儀,超聲波測距儀裝置上有設(shè)置瞄點(diǎn)裝置,只要把儀器對準(zhǔn)要測量的目標(biāo),就會出現(xiàn)一點(diǎn)在測距儀的顯示屏幕上,主要是通過聲速來測量的,肉眼看不見射出的線。
超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波,在發(fā)射時刻的同時開始計(jì)時,超聲波在空氣中傳播,途中碰到障礙物就立即返回來,超聲波接收器收到反射波就立即停止計(jì)時。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s,根據(jù)計(jì)時器記錄的時間t,就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離(s),即:s=340t/2 。這就是所謂的時間差測距法。
超聲波測距的原理是利用超聲波在空氣中的傳播速度為已知,測量聲波在發(fā)射后遇到障礙物反射回來的時間,根據(jù)發(fā)射和接收的時間差計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)到障礙物的實(shí)際距離。


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