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超声波液位丈量体系规划原理剖析

超声波液位测量系统设计原理分析-以传感器中轴线延长线为轴,能量强度减少一半(-3dB)处,这个角度被称为波束角。可以理解为超声波的指向性。该数值越大,容易测到周围物体

作业频率:压电晶片的共振频率,波长越长,频率越小,检测间隔越大可是精度会下降。

灵敏度:输出功率越高,灵敏度高。

波束角:以传感器中轴线延长线为轴,能量强度削减一半(-3dB)处,这个视点被称为波束角。能够了解为超声波的指向性。该数值越大,简略测到周围物体

盲区:超声波无法检测到的间隔值

传感器分类:

超声波传感器的品种有许多,依据不同分类办法有以下几类:以运用办法可分为收发一体型、收发分体型(收发各一只);以据结构可分为开放型、防水型、高频型等;以运用环境可分为空气中和水声、固体换能器;

丈量原理:

声响在空气中的速度已知,并随温度改变而改变,温度与声速的联系:V=331.3+0.607°C, 超声波传达时刻由模块取得,间隔就可知。高度 h 可由 h=H-S 求得

超声波传感器

由于之前做过超声波丈量的课程规划,用的是分立元件搭起来的电路,可分为 3 各部分:第一个为超声波发射电路,用 555 电路发生的 40KHz 的方波并上 RC 非门发生 4Hz 的方波,发生的波形如下(即模块的多少秒脉冲信号)第二部分为接纳电路,将收到的信号进行扩大、比较在经触发(器)电路得到回来时刻波形。第三部分是功率驱动电路。具体的波形如下图 2

超声波传感器

其时对模电内容真的不是很了解,对原件的选型都不清楚的,所以我们都会用同一种电路,削减作业量嘛,其时扩大器选的 op37,op07 应该能用,这个要两级扩大。这个调试的进程就不具体说了,有点弯曲,也是由于不太了解模仿的东西。测出来的有 1m 多吧,可是要求只看你的波形,不要求精度,所以就完结了。当然自己规划的模仿类的东西是作用必定是没有人家研究出来模块的好,这是必定的或许其时也就为了完结这个使命罢了。也由于之前做过,比较了解,所以才选这个课题,,当然上面的不是毕设的著作,仅仅简略的课程规划,介绍仅仅为了让我们先了解了解电路,直接用模块就不是触及这些了。

回归到正题

超声波模块用的是 KS103 这款,丈量规模大,可挑选多种量程丈量和多种丈量指令可回来时刻和间隔,模块内含有温度传感器,可进行温度补偿,补偿后精度最高可到达毫米级,体系安稳。运用也比较便利,该模块由两种接口 IIC、TTL 串口,可经过硬件衔接挑选。

最简略的是串口形式,串口发送 16 进制的指令,串口中止要判别高电位且接受完数据后要铲除接纳寄存器,否则简略形成接纳过错,这个便是中心,简略可是简略犯错。当然主张先用 USB—TTL 衔接器电脑,用串口帮手先调试,弄清楚数据类型,指令发送,最终应用在单片机上。STM32 串口发送仍是有个小问题,这是我后来才发现的,但不影响该著作的功用,在下个帖子我会触及到。

显示屏用的是 0.91 寸 OLED 屏,屏幕小,IIC 接口,就 4pin 线。

wifi 传输数据用的是 ESP8266 这个模块,把它装备成路由器形式与单片机衔接,将数据经过 WIFI 发送至移动终端。也是先衔接到电脑。用串口帮手进行 AT 指令调试。

单片机我用的是 stm32F103ZET6,其有用小的芯片就够了比如说 48pin 的 RCT6 之类的,双串口就行了。但串口也能够,超声波模块就要改用 IIC。

硬件部分便是这样,在著作中软件加入了按键挑选丈量形式的功用,可挑选发送不同的测验指令。

制品:

毕设做的不是做的太好,也很丑,整体的测距功用是能完成的精度也够,这个不必定用来测液面的,正常测距就能够,液面低的时分会测禁绝。补白下:不同物体对超声波的反射吸收不一样,会有必定的差错

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