Ultrasonik diapazonni o'lchagich dizayni va dastur tahlili
Ushbu maqola ultratovushli uzatishda masofa va vaqt o'rtasidagi bog'liqlikdan foydalanadi va nazorat qilish va ma'lumotlarni qayta ishlash uchun AT89C51 bitta chipli mikrokompyuterdan foydalanadi va ikki nuqta orasidagi masofani o'lchay oladigan ultratovushli masofa o'lchagichni loyihalashtiradi. Rang o'lchagich, asosan, ultratovushli uzatuvchi pallasida, ultratovushli qabul qiluvchi pallasida, bitta chipli mikrokompyuterni boshqarish davri, atrof-muhit haroratini aniqlash davri va displey sxemasidan iborat. Ishlab chiqilgan ultratovushli masofa o'lchagich yordamida turli masofalar sinovdan o'tkaziladi va xatolarning batafsil tahlili o'tkaziladi.
Ultrasonik masofani o'lchash uchun mikrokontroller harorat sensori
Jamiyat rivojlanishi bilan odamlar masofa yoki uzunlikni o'lchash uchun yuqori va yuqori talablarga ega. Kontaktsiz o'lchash va nisbatan yuqori aniqlik tufayli ultratovush diapazoniga ko'proq e'tibor qaratilmoqda. Ushbu maqolada ishlab chiqilgan ultratovush diapazoni o'lchagich turli masofalarni sinab ko'rishi va xatolarning batafsil tahlilini amalga oshirishi mumkin.
1. Dizayn printsipi
Ultrasonik masofa o'lchagich to'siqlarga duch kelganda qaytariladigan ultratovush to'lqinlarining xususiyatlariga asoslanadi. Ultrasonik transmitter ultratovush to'lqinlarini ma'lum bir yo'nalishda chiqaradi va emissiya bilan bir vaqtda vaqtni boshlaydi. Ultrasonik to'lqinlar havoda tarqaladi va yo'lda to'siqlarga duch kelganda darhol qaytib keladi va ultratovush qabul qilgich aks ettirilgan to'lqinni qabul qilganda vaqtni darhol to'xtatadi va to'xtatadi. Yaratilgan to'lqinlar chiqarilgandan so'ng to'siqlar tomonidan aks ettirilgan aks-sadolarni doimiy ravishda aniqlash orqali chiqarilgan ultratovush to'lqinlari va qabul qilingan aks-sadolar o'rtasidagi T vaqt farqi o'lchanadi va keyin L masofasi hisoblanadi. Asosiy diapazon formulasi: L=(△t/2)*C
Bu erda L - o'lchanadigan masofa
T - uzatilgan to'lqin va aks ettirilgan to'lqin orasidagi vaqt oralig'i
C—— Xona haroratida 340 m/s deb qabul qilingan ultratovush toʻlqinlarining havodagi tovush tezligi.
Ovoz tezligi aniqlangandan so'ng, ultratovush to'lqinlarining aylanish vaqtini o'lchash yo'li bilan L ni olish mumkin.
2. Ultrasonik diapazonni aniqlovchi dizayn maqsadi
O'lchash masofasi: 5 metr ichida; LED orqali ikkita nuqta orasidagi masofani to'g'ri ko'rsatish mumkin; xatolik 5 foizdan kam.
3. Ma'lumotlarni o'lchash va tahlil qilish
1. Ma'lumotlarni o'lchash va tahlil qilish
Haqiqiy o'lchov ishlarining cheklovlari tufayli o'lchash uchun bir metrdan pastda 30 sm, 50 sm, 70 sm, 80 sm, 90 sm va 100 sm bo'lgan oltita masofa tanlandi va o'lchov ma'lumotlarini olish uchun har bir masofa etti marta doimiy ravishda o'lchandi (harorat: 29). daraja ), jadvalda ko'rsatilganidek. Jadvaldagi ma'lumotlardan ko'rinib turibdiki, o'lchangan qiymat odatda haqiqiy qiymatdan bir necha santimetr kattaroqdir, lekin uzluksiz o'lchashning aniqligi nisbatan yuqori.
Har bir o'lchangan ma'lumotlar to'plami uchun maksimal qiymat va minimal qiymat chiqariladi, so'ngra yakuniy o'lchov ma'lumotlari sifatida ishlatiladigan o'rtacha qiymat hisoblanadi va nihoyat qiyosiy tahlil qilinadi. Ma'lumotlarni bunday qayta ishlash ham ma'lum darajada fan va ratsionallikka ega. Jadvaldagi ma'lumotlardan, harorat kompensatsiyasi ultratovush to'lqinida amalga oshirilgan bo'lsa-da, nisbatan qisqa masofani o'lchashda nisbatan xatolik nisbatan katta. Ayniqsa, 30 sm va 50 sm masofani o'lchash uchun nisbiy xatolar mos ravishda 5 va 4,8 foizga etdi. Ammo barcha o'lchov natijalaridan ushbu dizaynning xatosi nisbatan kichik va nisbatan barqaror. Ushbu dizaynning ko'r-ko'rona maydoni taxminan 22,6 smni tashkil etadi, bu asosan dizayn talablariga javob beradi.
2. Xatolarni tahlil qilish
O'lchovdagi xato asosan quyidagi jihatlardan kelib chiqadi:
(1) Ultrasonik uzatuvchi va qabul qiluvchi prob va o'lchov nuqtasi o'rtasida ma'lum bir burchak mavjud bo'lib, u o'lchash masofasining maksimal qiymatiga bevosita ta'sir qiladi; (2) Ultrasonik aks-sado tovush intensivligi to'g'ridan-to'g'ri o'lchanadigan masofaga bog'liq, shuning uchun haqiqiy o'lchov Bu aks-sadoning noldan o'tish tetiği bo'lishi shart emas; (3) Qo'pol asboblar tufayli haqiqiy o'lchov masofasi ham xatolarga ega. O'lchov xatosiga ta'sir qiluvchi ko'plab omillar mavjud, jumladan, dala muhitining shovqini, vaqt bazasi impuls chastotasi va boshqalar.
4. Ilovalarni tahlil qilish
Atmosferadagi er masofasini o'lchash uchun ultratovushdan foydalanish zamonaviy elektron texnologiya ishlab chiqilgandan keyingina rasmiy ravishda qo'llaniladigan texnologiyadir. Ultrasonik diapazon kontaktsiz aniqlash texnologiyasi bo'lgani uchun u yorug'lik, o'lchangan ob'ektning rangi va boshqalar ta'sir qilmaydi va og'ir muhitda ishlatilishi mumkin. (masalan, changni o'z ichiga olgan) ma'lum bir moslashuvchanlikka ega. Shuning uchun u juda ko'p qirrali. Masalan: yer masofalarini ultratovush toʻlqinlari yordamida oʻlchashda fotoelektrik texnologiya yordamida topografik xaritalarni oʻlchash va xaritalash, uylar, koʻpriklar, yoʻllar qurish, shaxtalar, neft quduqlarini qazish va hokazolarga erishiladi. Ultrasonik masofa o'lchagichlarning afzalliklari quyidagilardan iborat: asbobning narxi yorug'lik to'lqinli masofa o'lchagichlarga qaraganda past. Past, mehnatni tejash, ishlatish uchun qulay.
Ultrasonik masofa o'lchagichlar ilg'or robot texnologiyasida ham qo'llaniladi. Robotga ultratovush manbasi o‘rnatilgan bo‘lib, u atrof-muhitga doimiy ravishda ultratovush to‘lqinlarini chiqaradi va bir vaqtning o‘zida robotning o‘z o‘rnini aniqlash uchun to‘siqlar aks etgan aks-sadolarni oladi va undan robotni boshqarish uchun sensor sifatida foydalanadi. kompyuter va boshqalar. Ultrasonik to'lqinlar yo'nalishli emissiya, yaxshi yo'nalish va intensivlikni oson nazorat qilish oson bo'lgani uchun uning qo'llanilishi qiymati keng baholangan.
Bir so'z bilan aytganda, yuqoridagi tahlildan ko'rinib turibdiki, ultratovush diapazonidan foydalanish ko'p jihatdan juda ko'p afzalliklarga ega. Shuning uchun ushbu mavzuni o'rganish juda amaliy va tijorat jihatdan qimmatlidir.
