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超声波身高测量仪原理

2021-11-05 参考资料

一、理论基础
        超声波测量仪是以超声波做为检测手段,必须产生超声波和接收超声波。传感器通过声波的波长和发射声波以及接收到返回声波的时间差就能确定人体的身高,在发送脉冲的同时,接收器的计时器启动并技术,直至接收传感器接收反射回拨后,计数停止,该时间差相当于测量的距离,从而可测算出测量仪和头顶之间的距离,即人体的身高。
设计思路:
        超声波测量仪有2个子模块:测距、显示数据。其中显示数据模块有3部分构成:计数、显示、信号处理。
        测量主要由超声波传感器完成。将发射和接收的时间差转换为电信号,再有A/D转换器得到数字信号,然后将数字信号送入到计算部分,再到显示。
二、系统构成
        超声波身高测量仪是由单片机组成的单片机中央控制系统,超声波发射电路和超声波接收电路组成。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。
        超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。以超声波做为检测手段,必须产生和接收超声波,完成这种功能的装置就是超声波传感器。超声波传感器主要由压电晶片组成,既可以发射超声波,也可以接收超声波。
        超声波传感器的核心是其塑料外套或者金属外套中的一块压电晶片。超声波传感器的主要性能指标是工作频率、工作温度、灵敏度。
 
三、超声波发射器
        为了研究和利用超声波,人们已经设计和制成了许多超声波发生器。超声波发生器可以分为两类:一类是用电气方式产生超声波,一类是用机械方式产生超声波。电气方式包括压电型、磁致伸缩型和电动型等;机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。目前较为常用的是压电式超声波发生器。
        压电式超声波发生器的原理:利用压电晶体的谐振来工作。超声波发生器内部结构由两个压电晶片和一个共振板构成。当它的两极外加脉冲信号,其频率等于压电晶片的固有震荡频率时,压电晶片将会发生共振,并带动共振板振动,便产生超声波。反之,如果两极间未外加电压,当共振板接收到超声波时,将压迫压电晶片做振动,将机械能转换为电信号,这时它就成为超声波接收器了。
资料来源:http://www.chinabaike.com/t/9836/2013/0919/1579358.html
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