Последние статьи:

Translator

УЛЬТРАЗВУКОВИЙ ДАЛЬНОМІР НА МІКРОКОНТРОЛЛЕРІ

07 Апр 2010

УЛЬТРАЗВУКОВИЙ ДАЛЬНОМІР НА МІКРОКОНТРОЛЛЕРІ

О.О. Квасов

В даній статті розглядається застосування ультразвукового методу вимірювання відстані, як найбільш оптимального та безпечного серед існуючих на сьогоднішній день, для проектування дальноміру на мікроконтроллері. Ультразвукові дальноміри працюють по тому ж принципу, що і ехолоти. Вбудоване джерело ультразвуку генерує сигнал, а вмонтований в цей же корпус приймач вловлює хвилі відбиті від різних перешкод. Потім прилад аналізує часовий інтервал між двома «подіями» та видає дані про відстань у вигляді цифрового запису на дисплеї. Відстань 66
до перешкоди дорівнює половині добутку швидкості ультразвуку в середовищі на час між посилкою та прийомом сигналу. Добуток ділиться навпіл, так як ультразвук проходить подвійний шлях. Сенсорний вузол такого дальноміру являє собою різновид класичного імпульсного локатору. Мікроконтроллер з інтервалом в 100 мс формує стартовий імпульс, що запускає формувач пачки імпульсів, який, у свою чергу, виробляє пачку імпульсів з частотою 40 кГц і тривалістю 40 мкс та одночасно запускає 16-бітний лічильник часу. Випромінений ультразвуковий сигнал відбивається від об’єкта та повертається назад. Фронт першого прийнятого імпульсу зупиняє лічильник і формує сигнал закінчення циклу вимірювання. При надходженні цього сигналу зчитується значення, накопичене в лічильнику, яке пропорційне часу
розповсюдження звукової хвилі. Поділивши його на відповідний дільник, залежний від температури, можна знайти відстань до предмету, від якого звукова хвиля була відбита. Дільник вибирається за допомогою вбудованого АЦП мікроконтроллера, який перетворює вхідну напругу
в 10-бітні цифрові дані. Теоретична мінімальна відстань вимірювання становить 9,8 мм, максимальна розподільча здатність вимірювання сягає 0,8 мм. Максимальна відстань вимірювання обмежується потужністю випромінювача. Ультразвук відбивається в тому ж напрямку звідки прийшов висхідний промінь. Розсіювання відносно мало залежить від напряму падаючого променю і дозволяє краще візуалізовувати відбиваючі поверхні. За допомогою ультразвукових датчиків можна вимірювати відносно великі відстані, при цьому зберігаючи їх невеликі розміри, що істотне для ряду використань. Таким чином, метод вимірювання відстані за допомогою ультразвуку, який використовує в якості головного керуючого елемента мікроконтроллер, має ряд переваг як для споживача, так і для інженера-розробника: безконтактне вимірювання відстані, низька ціна, висока точність для вирішення багатьох інженерних та побутових завдань, маленькі розміри, проста схемотехніка, автоматичне калібрування, вимірювання відстані до прозорих предметів, гранул та рідин, безпечність використання, широкий діапазон робочих температур, автономне живлення.

Read more on УЛЬТРАЗВУКОВИЙ ДАЛЬНОМІР НА МІКРОКОНТРОЛЛЕРІ...

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ДАТЧИКА ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

27 марта 2010

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ДАТЧИКА ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ
Н.В. Шпанько

Датчики перемещений применяются в автоматизированных системах управления объектами и технологическими процессами. Ультразвуковые магнитострикционные датчики являются одними из наиболее востребованных благодаря абсолютному характеру и широкому диапазону
измерений, высокой точности и устойчивости к неблагоприятным условиям окружающей среды. Однако, несмотря на то, что эти датчики активно разрабатываются, их математическая модель до сих пор не построена. Отсутствие математической модели приводит к неоправданным  затратам на разработку и неполному использованию потенциальных возможностей устройства. Предложена математическая модель акустического тракта датчика, изображенного на рис. 1. Здесь 1 – волновод (полый магнитострикционный стержень), 2 – постоянный магнит, 3 – катушка, 4 – проводник. Такая конструкция обеспечивает возбуждение недиспергирующей крутильной волны в полом стержне и регистрацию колебаний на выводах катушки. Перемещение объекта рассчитывается по времени пробега ультразвуковой волны от зоны возбуждения до зоны приема.

Read more on МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ДАТЧИКА ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ...

Copyright © 2010 KpiArticle.com
Все права охраняются законодательством Украины. Использование материалов kpiarticle.com разрешается при условии размещения ссылки (для интернет-изданий гиперссылка, не закрытая для индексации поисковыми системами) на kpiarticle.com