Razvoj digitalnog ultrazvučnog daljinomjera
Strujni sklop i princip rada ultrazvučnog daljinomjera
Ultrazvučni daljinomjer sastoji se od kruga za generiranje ultrazvuka, kruga za pojačanje ultrazvučnog prijema, kruga za brojanje i prikaza.
Ultrazvučni generatorski krug
Krug za generiranje ultrazvučnih valova. Dvostruki mjerač vremena EN556 (U2b) tvori monostabilni okidač. R6 i C6 tvore diferencijalni krug, koji funkcionira na sljedeći način: kada se pritisne gumb S2, niska razina postaje pozitivni i negativni vršni impuls, koji se dobiva kroz VD1 i pokreće okretanje monostabilnog okidača. Trajanje visoke razine monostabilnog flip izlaza je približno 1ms, tj. tw ≈ 1.1R5C5 ≈ 1ms. EN556 (U2n) tvori višeharmonijski oscilator s frekvencijom osciliranja f1=1/T1 ≈ 1/{0.7 [(R1+R2)+2 (R{{ 23}}R4)] C3 ≈ 40kHz
Kontrola izlazne razine generatora. Kada monostabilni okidač emitira visoku razinu, više harmonijski oscilator oscilira, a pin 5 EN556 daje približno 40 pravokutnih impulsa s frekvencijom od 40 kHz i radnim ciklusom od oko 50%. S obzirom na nestabilnost početnog stupnja višeharmonijskog oscilatora, za ulaz je predviđen veći broj m-impulsa. Ako je broj izlaznih impulsa premalen, intenzitet emisije bit će nizak, a udaljenost mjerenja kratka. Sonda senzora vlage, električna grijaća cijev od nehrđajućeg čelika PT100 senzor, grijač od lijevanog aluminija, solenoidni ventil za tekućinu grijaće spirale, ali s previše impulsa i dugim trajanjem emisije. Kada je udaljenost do mjerenog objekta blizu, niz impulsa nije u potpunosti emitiran, što uzrokuje da eho generiran prvim emitiranim impulsom stigne do prijemnog kraja, utječući na rezultate mjerenja udaljenosti i povećavajući mrtvu točku mjerenja udaljenosti. U1a~U1e od 74HC04 (U1) tvore ultrazvučni pulsni pogonski krug, koji može povećati amplitudu pulsnog napona koji pokreće senzor ultrazvučnog prijenosa, učinkovito izvršiti električnu/akustičnu pretvorbu, poboljšati sposobnost emitiranja ultrazvučnih valova i povećati mjerenje udaljenost. Jedna putanja niza impulsa od 40 kHz je invertirana kroz U1a, a zatim invertirana kroz inverter spojen paralelno s U1b i U1e; Druga ruta je obrnuta pretvaračem spojenim paralelno s U1c i U1d na jugu.
