文档介绍：超声波身高测试
浙江商业职业技术学院毕业实习总结
创新制作课程报告
实训时间: - 实训地点: 浙江商职院专业: 应用电子
班级: 应电1331 姓名: 朱康敏学号: 1509133129 指导教师: 华良
2015年12月1日
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一、创新制作实训目的及要求
目的:
本次设计电路采用超声波在空气中运行原理设计的身高测量仪,该测量仪是由AT89C51作为中央控制系统,超声波发射电路由发射驱动电路和设于该驱动电路输出端的超声波换能器构成,超声波接收电路由超声波接收换能器、限位电路和超声波接收集成块电路构成,能测量的最大距离为2m,,距离显示用数码管,。要求传感器要有较好的方向性,并对脉冲响应、发送和接收的频带范围要宽。因此,本课题的研究是非常有实用和商业价值。
将课本上所学习到的理论知识在实践中融会贯通、互相结合。提高动手能力,将传感器真正运用到实践中并直观的表达出来。同时也了解传感器的功能以及特点。
要求:
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,加深对传感器的认识与应用;
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二、创新制作项目的概述
1. 创新制作的系统框图;
单片机发出信号,经放大后通过超声波发射器输出;超声波接收器将接收到的超声波信号经放大器放大,用锁相环电路进行检波处理后,启动单片机中断程序,测得时间为t,再由软件进行判别、计算,得出距离数并送数码管显示。超声波测身高的原理为超声波发生器T在某一时刻发出一个超声波信号,当这个超声波遇到被测物体后反射回来,就被超声波接收器R所接收到。这样只要计算出从发出超声波信号到接收到返回信号所用的时间,就可算出超声波发生器与反射物体的距离。距离的计算公式为:
d=s/2=(c×t)/2
其中,d为被测物与测身高仪的距离,s为声波的来回的路程,c为反射速,t为声波来回所用的时间。
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原理:
单片机发出超声波测身高是通过不断检测超声波发射后遇到障碍物所反射的回波,从而测出发射和接收回波的时间差tr,然后求出距离S=Ct/2,式中的C为超声波波速。
限制该系统的最大可测身高离存在4个因素:超声波的幅度、反射的质地、反射和入射声波之间的夹角以及接收换能器的灵敏度。接收换能器对声波脉冲的直接接收能力将决定最小的可测身高离。为了增加所测量的覆盖范围、减小测量误差,可采用多个超声波换能器分别作为多路超声波发射/接收的设计方法。由于超声波属于声波范围,其波速C与温度有关。
发射器发出的超声波以速度υ在空气中传播,在到达被测物体时被反射返回,由接收器接收,其往返时间为t,由s=vt/2即可算出被测物体的距离。由于超声波也是一种声波,其声速v与温度有关,下表列出了几种不同温度下的声速。在使用时,如果温度变化不大,则可认为声速是基本不变的。如果测身高精度要求很高,则应通过温度补偿的方法加以校正。
2
米
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2. 该项目的主电路图;
压电式超声波换能器是利用压电晶体的谐振来工作的。超声波换能器内部有两个压电晶片和一个换能板。当它的两极外加脉冲信号,其频率等于压电晶片的固有振荡频率时,压电晶片会发生共振,并带动共振板振动产生超声波,这时它就是一个超声波发生器;反之,如果两电极问未外加电压,当共振板接收到超声波时,将压迫压电晶片作振动,将机械能转换为电信号,这时它就成为超声波接收换能器。超声波发射换能器与接收换能器在结构上稍有不同,使用时应分清器件上的标志。
3. 该项目作品的性能指标。 3461BH数码管:(1个)
能在低电压、小电流条件下驱动发光,能与CMOS、ITL电路兼容。发光响应时间极短(<;s),高频特性好,单色性好,亮度高。体积小,重量轻,抗冲击性能好。
寿命长,使用寿命在10万小时以上,甚至可达100万小时。成本低。 s9012 三极管:(4个,q1-q4)
结构:PNP
集电极-发射极电压-30V
集电极-基电压-40V
射极-基极电压-5V
耗散功率
结温150℃
特怔频率最小 150MHZ
放大倍数:D64-91 E78-112 F96-135 G122-166 H144-220 I190-300
s9013三极管: (1个,q5)
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