Développement de l'appareil numérique de mesure de distance à ultrasons
Composition du circuit et principe de fonctionnement du télémètre à ultrasons
Le télémètre à ultrasons est constitué d'un circuit de génération d'ultrasons, d'un circuit d'amplification de réception ultrasonique, d'un circuit de comptage et d'affichage.
Circuit générateur d'ultrasons
Circuit pour générer des ondes ultrasonores. Le double temporisateur EN556 (U2b) forme un déclencheur monostable. R6 et C6 forment un circuit différentiel qui fonctionne comme suit : lorsque le bouton S2 est enfoncé, le niveau bas devient une impulsion de crête positive et négative, qui est obtenue via VD1 et déclenche le basculement de la gâchette monostable. La durée de haut niveau de la sortie flip monostable est d'environ 1 ms, soit tw ≈ 1,1R5C5 ≈ 1 ms. EN556 (U2n) forme un oscillateur multi-harmonique avec une fréquence d'oscillation f1=1/T1 ≈ 1/{0.7 [(R1+R2)+2 (R{{ 23}}R4)] C3 ≈ 40kHz
Contrôle du niveau de sortie du générateur. Lorsque le déclencheur monostable produit un niveau élevé, l'oscillateur multi-harmonique oscille et la broche 5 de la norme EN556 émet environ 40 impulsions rectangulaires avec une fréquence de 40 kHz et un rapport cyclique d'environ 50 %. Compte tenu de l'instabilité de l'étage de démarrage de l'oscillateur multi-harmonique, un plus grand nombre de m-impulsions sont conçues pour l'entrée. Si le nombre d'impulsions de sortie est trop petit, l'intensité de l'émission sera faible et la distance de mesure sera courte. Sonde de capteur d'humidité, capteur PT100 de tube de chauffage électrique en acier inoxydable, chauffage en fonte d'aluminium, électrovanne de fluide de serpentin de chauffage, mais avec trop d'impulsions et une longue durée d'émission. Lorsque la distance jusqu'à l'objet mesuré est proche, le train d'impulsions n'a pas été entièrement émis, ce qui fait que l'écho généré par la première impulsion émise atteint l'extrémité de réception, affectant les résultats de mesure de distance et augmentant l'angle mort de la mesure de distance. Les U1a ~ U1e du 74HC04 (U1) forment un circuit de commande d'impulsions ultrasoniques, qui peut augmenter l'amplitude de la tension d'impulsion entraînant le capteur de transmission ultrasonique, effectuer efficacement une conversion électrique/acoustique, améliorer la capacité d'émettre des ondes ultrasoniques et augmenter la mesure. distance. Un chemin du train d'impulsions de 40 kHz est inversé via U1a, puis inversé via un inverseur connecté en parallèle avec U1b et U1e ; L'autre itinéraire est inversé par un onduleur connecté en parallèle à U1c et U1d au sud.
