闡述影響超聲波測量精度的原因及對策,給出一種基于STM32單片機、高精度超聲波液位傳感器PICO + 100/WK-I、24位AD采樣芯片AD1256的液位計系統(tǒng)設計。經(jīng)過率定及驗證,在120.0 ～ 1 000.0 mm量程范圍內(nèi)可以實現(xiàn)0.1 mm測量精度。 

【文章來源】：浙江水利科技. 2020,48(02)

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

驗證結(jié)果圖

超聲波測距的原理見圖1。利用已知超聲波在空氣中傳播速度v,超聲波換能器垂直向液面發(fā)射超聲波,聲波在水面與氣體的分界面發(fā)生反射,并回傳至換能器,記錄傳播時間t,即可得到換能器到液面的直接距離L = 0.5vt,繼而得到實際的液面高度[3] :

硬件系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)見圖2。硬件系統(tǒng)分為3部分:第一部分是電源,先通過開關電源將220.0 V交流電轉(zhuǎn)為12.0,5.0,3.3 V的直流電分給供給超聲波傳感器、電流轉(zhuǎn)電壓電路、ADS1256模塊、MAX485模塊和STM32單片機模塊。另外添加ADR431,以提供基準電壓給ADS1256。第二部分是數(shù)據(jù)收集,超聲波傳感器將測量數(shù)據(jù)通過4 ～ 20 mA的電流信號傳輸給電流轉(zhuǎn)電壓電路,該電路將可讀的電壓信號發(fā)送給24位精度的ADS1256模塊,再通過SPI將數(shù)字信號發(fā)送給STM32單片機。第三部分是信號的處理以及發(fā)送顯示,STM32單片機將得到的數(shù)字信號處理后通過串口轉(zhuǎn)485模塊,發(fā)送給PC顯示。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種改進的高精度超聲波液位測量方法的研究[J]. 田文成,周西峰,郭前崗.  微型機與應用. 2017(09)
[2]移動機器人超聲波測距避障系統(tǒng)設計[J]. 李恒,徐小力,左云波.  現(xiàn)代電子技術. 2014(03)
[3]基于300kHz超聲波換能器的高精度測距裝置[J]. 王英健,張柳.  儀表技術與傳感器. 2014(01)
[4]一種高精度超聲測距系統(tǒng)的設計[J]. 王峰,葛立峰.  計算機技術與發(fā)展. 2008(01)



本文編號：3565461