Ultrasonic Range Finder hönnun og umsóknargreining
Þessi grein notar sambandið milli fjarlægðar og tíma í úthljóðssendingum og notar AT89C51 einflögu örtölvu til stjórnunar og gagnavinnslu og hannar úthljóðsfjarlægð sem getur mælt fjarlægðina milli tveggja punkta. Fjarlægðarmælirinn er aðallega samsettur af úthljóðsendarrás, úthljóðs móttakararás, einflögu örtölvustýringarrás, umhverfishitaskynjunarrás og skjárás. Með því að nota hönnuð úthljóðsfjarlægð eru mismunandi fjarlægðir prófaðar og ítarleg villugreining gerð.
Úthljóðsfjarlægðarmælandi hitaskynjari örstýringar
Með þróun samfélagsins gerir fólk sífellt meiri kröfur um fjarlægðar- eða lengdarmælingar. Sífellt meiri athygli er vakin á ómskoðunarsviði vegna snertilausrar mælingar og tiltölulega mikillar nákvæmni. Úthljóðsfjarlægðarmælirinn hannaður í þessari grein getur prófað mismunandi fjarlægðir og framkvæmt nákvæma villugreiningu.
1. Hönnunarregla
Úthljóðsfjarlægðarmælir er byggður á eiginleikum úthljóðsbylgna sem endurspeglast þegar þeir mæta hindrunum. Úthljóðsendirinn gefur frá sér úthljóðsbylgjur í ákveðna átt og byrjar að tímasetja á sama tíma og losunin. Úthljóðsbylgjurnar breiðast út í loftinu og koma strax aftur þegar þær lenda í hindrunum á leiðinni og úthljóðsmóttakarinn truflar strax og hættir tímasetningu þegar hann tekur við bylgjunni sem endurkastast. Með því að greina stöðugt bergmál sem endurspeglast af hindrunum eftir að myndaðar bylgjur eru sendar frá sér, er tímamunurinn T milli úthljóðbylgnanna og móttekinna bergmálsins mældur og síðan er fjarlægðin L reiknuð út. Grunnbilsformúlan er: L=(△t/2)*C
Þar sem L - fjarlægðin sem á að mæla
T - tímabilið milli sendrar bylgju og endurspeglastrar bylgju
C——Hraði hljóðs úthljóðsbylgna í lofti, sem er tekinn sem 340m/s við stofuhita
Eftir að hljóðhraði er ákvarðaður er hægt að fá L með því að mæla hringferðartíma úthljóðsbylgnanna.
2. Ultrasonic fjarlægðarmælir hönnun markmið
Mælingarfjarlægð: innan 5 metra; fjarlægðin milli tveggja punkta er hægt að sýna rétt í gegnum LED; skekkjan er minni en 5 prósent.
3. Gagnamæling og greining
1. Gagnamæling og greining
Vegna takmarkana raunverulegrar mælingar voru sex vegalengdir 30cm, 50cm, 70cm, 80cm, 90cm og 100cm undir einum metra valdar til mælinga og hver fjarlægð var mæld sjö sinnum samfellt til að fá mæligögnin (hiti: 29 gráðu ), eins og sýnt er í töflunni. Af gögnum töflunnar má sjá að mæligildið er að jafnaði nokkrum sentímetrum stærra en raungildið, en nákvæmni samfelldra mælinga er tiltölulega mikil.
Fyrir hvert sett af mældum gögnum er hámarksgildi og lágmarksgildi fjarlægt og síðan er meðalgildi reiknað sem er notað sem lokamælingargögn og að lokum er gerð samanburðargreining. Þessi úrvinnsla gagna hefur einnig ákveðna vísindi og skynsemi. Frá gögnum í töflunni, þó að hitauppbót hafi verið framkvæmd á úthljóðsbylgjunni, er hlutfallsleg villa tiltölulega stór í mælingu á tiltölulega stuttri fjarlægð. Sérstaklega fyrir fjarlægðarmælingarnar 30cm og 50cm náðu hlutfallslegar villur 5 prósent og 4,8 prósent í sömu röð. En af öllum mæliniðurstöðum er skekkjan í þessari hönnun tiltölulega lítil og tiltölulega stöðug. Blindsvæði þessarar hönnunar er um 22,6 cm, sem uppfyllir í grundvallaratriðum hönnunarkröfur.
2. Villugreining
Bilunarvillan kemur aðallega frá eftirfarandi þáttum:
(1) Það er ákveðið horn á milli úthljóðs sendi- og móttökunemans og mælda punktsins, sem hefur bein áhrif á hámarksgildi mælingarfjarlægðar; (2) Ultrasonic echo hljóðstyrkurinn er í beinu sambandi við fjarlægðina sem á að mæla, þannig að raunveruleg mæling Það er ekki endilega núll-kross kveikja á bergmáli; (3) Vegna grófu verkfæranna hefur raunveruleg mælingarfjarlægð einnig villur. Það eru margir þættir sem hafa áhrif á mæliskekkjuna, þar á meðal truflun á sviði umhverfi, tíma grunnpúlstíðni og svo framvegis.
4. Umsókn Greining
Notkun ómskoðunar til að mæla fjarlægð jarðar í andrúmsloftinu er tækni sem hefur verið beitt formlega eftir þróun nútíma rafeindatækni. Þar sem ultrasonic svið er snertilaus uppgötvunartækni, hefur það ekki áhrif á ljós, lit mældra hluta osfrv., og er hægt að nota það í erfiðu umhverfi. (eins og að innihalda ryk) hefur ákveðna aðlögunarhæfni. Þess vegna er það afar fjölhæfur. Til dæmis: landmælingar og kortlagning landfræðilegra korta, byggja hús, brýr, vegi, grafa námur, olíulindir osfrv., með því að nota úthljóðsbylgjur til að mæla vegalengdir á jörðu niðri er náð með ljósatækni. Kostir úthljóðsfjarlægðarmæla eru: kostnaður við tækið er lægri en ljósbylgjufjarlægðarmæla Lítill, vinnusparandi, auðvelt í notkun.
Ultrasonic fjarlægðarmælar eru einnig notaðir í háþróaðri vélmennatækni. Úthljóðsgjafinn er settur upp á vélmennið, sem sendir stöðugt út hljóðbylgjur til umhverfisins og tekur samtímis við bergmáli sem endurkastast af hindrunum til að ákvarða stöðu vélmennisins sjálfs og notar það sem skynjara til að stjórna vélmenninu. tölvu og svo framvegis. Vegna þess að úthljóðsbylgjur eru auðvelt að gefa út í stefnu, góð stefnu og auðveld stjórn á styrkleika, hefur notkunargildi þess verið mikið metið.
Í orði, það má sjá af ofangreindri greiningu að notkun ultrasonic svið hefur marga kosti í mörgum þáttum. Þess vegna eru rannsóknir á þessu efni mjög hagnýtar og viðskiptalega verðmætar.
