《傳感器應(yīng)用技術(shù)》課程SensorsapplicationtechnologyUltrasonicsensorapplications超聲波傳感器的應(yīng)用分析1.1超聲波傳感器測液位原理1.2超聲波傳感器測流量原理1.3超聲波傳感器測量系統(tǒng)分析課程內(nèi)容CourseContents1.1超聲波傳感器測液位原理超聲波發(fā)射到液面，又從液面反射到換能器的時(shí)間為t

式中：h——換能器距液面的距離；

c——超聲波在介質(zhì)中傳播的速度。測液位原理Hh

如果在流體中設(shè)置兩個(gè)超聲波傳感器，它們既可以發(fā)射超聲波又可以接收超聲波，一個(gè)裝在上游，一個(gè)裝在下游，其距離為L,如圖所示。如設(shè)順流方向的傳播時(shí)間為t1，逆流方向的傳播時(shí)間為t2，流體靜止時(shí)的超聲波傳播速度為c，流體流動(dòng)速度為v，則測流量原理1.2超聲波傳感器測流量原理因此超聲波傳播時(shí)間差為

一般來說，流體的流速遠(yuǎn)小于超聲波在流體中的傳播速度，即c>>v,從上式便可得到流體的流速，即1.3超聲波傳感器測流量原理測流量原理超聲波傳感器測量系統(tǒng)發(fā)射電路接收電路電源電路控制電路發(fā)射電路：將壓電晶體的電信號轉(zhuǎn)換成超聲波并向空中輻射接收電路：將接收到的超聲波傳給壓電晶體將其轉(zhuǎn)換成電信

號控制電路：對發(fā)射脈沖信號、占空比、計(jì)數(shù)時(shí)間、探測距

離等進(jìn)行處理與控制1.3超聲波傳感器測量系統(tǒng)分析1、組成電源電路：為各部分電路提供直流電壓

2、電路框圖超聲波發(fā)射頭超聲波接收頭振蕩電路驅(qū)動(dòng)電路波形變換放大電路控制處理單元顯示電源電路發(fā)射電路接收電路顯示控制電路電源電路1.3超聲波傳感器測量分析系統(tǒng)發(fā)射電路1、組成振蕩電路：產(chǎn)生超聲波傳感器工作需要的40KHz方波信號驅(qū)動(dòng)電路：功率放大，有效驅(qū)動(dòng)超聲波振子發(fā)送超聲波超聲波發(fā)射頭：產(chǎn)生超聲波信號并向空中輻射超聲波發(fā)射頭振蕩電路驅(qū)動(dòng)電路2、各部分作用1.3超聲波傳感器測量系統(tǒng)分析接收電路1、組成放大電路：將接收到的反射波電信號高增益放大，

放大到合適電壓值。波形變換：將交流信號變換為直流信號并判斷是否有回波超聲波接收頭：接收反射的超聲波信號2、各部分作用超聲波接收頭波形變換放大電路1.3超聲波傳感器測量系統(tǒng)分析顯示控制電路1、組成單片機(jī)系統(tǒng)：控制發(fā)射脈沖信號、計(jì)數(shù)、計(jì)算探測距離顯示模塊：顯示距離值、報(bào)警指示

2、各部分作用單片機(jī)系統(tǒng)顯示模塊1.3超聲波傳感器測量系統(tǒng)分