이 회로는 두 표면 또는 벽 사이의 거리를 측정하는 데에도 사용할 수 있습니다.
기본 작업
초음파는 주파수가 25kHz보다 높기 때문에 사람의 귀에 들리지 않는 소리 범위의 일부입니다. 그러나 그것들은 실제로 가청 소리와 동일한 속도로 한 매체에서 다른 매체로 전파되는 압축의 변화를 가진 음파입니다.
이 속도는 약 섭씨 20도에서 330m/s입니다. 두 개의 연속된 최대 압력 사이의 거리를 파장이라고 하며 주로 초음파 주파수에 따라 달라집니다.
본 출원에서, 주파수는 40kHz이고, 25마이크로초의 주기에 해당한다. 결과적으로 파장(λ)은 공식 λ = V × T로 주어지며 20°C에서 약 8.25mm입니다.
소리와 마찬가지로 초음파는 장애물에 반사됩니다. 초음파 신호가 지점과 장애물 사이를 왕복(에코 형태)하는 데 걸리는 시간을 정확하게 측정하면 소스와 장애물 사이의 거리(d)를 쉽게 결정할 수 있습니다.
이 경우 dt가 측정된 시간을 나타내면 관계는 2d = V × dt로 나타낼 수 있으며 이로부터 d 값을 도출할 수 있습니다. 이 기사에서 설명하는 전자 측정 테이프 회로에서 활용되는 것은 초음파의 이러한 특성입니다.
회로도
동작 원리
장치는 캡슐 형태의 초음파 송신기와 수신기로 구성되어 있으며 나란히 배치되고 아래쪽을 향합니다.
그들은 지상에서 2m 떨어진 평면에 있습니다. 초음파는 크기를 측정하려는 개인의 두개골에서 반사됩니다.
이러한 신호는 주기적으로 방출됩니다.
타이밍 장치는 시간을 측정하여 초음파 트랜스듀서의 위치 평면과 개인의 두개골 사이의 거리를 측정합니다.
비례 시간 계산에 의해 결정되는 이 거리는 2미터에서 뺍니다.
예를 들어, 이 거리가 17cm라면 개인의 키는 1.83m입니다.
높이 표시기는 두 번째 인클로저에서 눈 앞에 배치된 3개의 7세그먼트 디스플레이를 통해 직접 읽을 수 있습니다.
전원 공급 장치
에너지는 스위치 I에 의해 활성화되는 변압기를 통해 220V 주전원에서 끌어옵니다.
2차 측에서는 12V의 교류 전위가 얻어지며 다이오드 브리지에 의해 정류됩니다. 커패시터 C1은 초기 필터링을 수행한다.
7809 레귤레이터의 출력에서 9V의 일정한 전위가 얻어지고 커패시터 C2는 추가 필터링을 제공합니다.
커패시터 C3는 전원 공급 장치를 회로의 나머지 부분에 연결합니다.
타임베이스
IC1의 NOR 게이트 lll 및 IV는 불안정한 멀티바이브레이터를 형성합니다.
이러한 회로는 주로 R2 및 C4 값에 의해 결정되는 주기로 출력에서 구형파 펄스를 생성합니다.
현재의 경우 이 기간은 약 0.5초입니다.
그것은 측정 주기성의 기초를 형성합니다.
“원심 펌프의 작동 원리 ”
커패시터 C5, 저항 R4 및 다이오드 D1은 타이밍 장치를 구성합니다.
D1의 음극에서는 멀티바이브레이터에 의해 생성된 신호의 상승 에지 동안 C5에서 R4까지의 급속한 충전으로 인해 0.5초마다 짧은 양의 펄스가 관찰됩니다.
초음파 신호 명령
IC1의 NOR 게이트 I 및 II는 단안정 플립플롭으로 구성됩니다. 각 명령 펄스에 대해 이 플립플롭의 출력에서 높은 상태가 관찰되며 지속 시간은 주로 R10 및 C7 값으로 보정됩니다.
본 출원에서, 이 기간은 150마이크로초로 설정된다.
주기적 초음파 방출
IC3의 NAND 게이트 III 및 IV는 명령 구동 비안정 멀티바이브레이터로 구성됩니다. 제어 입력이 낮게 유지되는 한 출력도 낮게 유지됩니다.
그러나 제어 입력에 하이 상태가 표시되면 출력에서 구형파 펄스가 관찰됩니다. 조정 가능한 구성 요소 A1을 조정하면 이러한 펄스의 주기가 40kHz의 주파수에 해당하는 25마이크로초로 설정됩니다.
압전 기술을 기반으로 하는 초음파 송신기 변환기는 NAND 게이트 III의 입력/출력에 연결됩니다.
이 변환기의 단자에서 40kHz 주파수의 구형파 펄스가 얻어지지만 진폭(즉, 최대값과 최소값의 차이)이 18V이므로 초음파 전송 강도가 증가합니다.
