超声波发射和接收电路在本设计中,我们设计的发射和接收电路都是分别只有一个 1 过继电器进行顺、 逆流方向收发电路的切换,这样做既降低了本钱,又消除了非对称性电路误差, 且发射脉冲通过使用单独的继电器分别对发射和接收换能器进行限制,使换能器 的发射和接收电路完全隔离,消除了发射信号对接收的影响.4.2.1 超声波发射电路接收信号的大小和好坏直接取决于发射传感器的发射信号由于使用收发共用 型超声换能器,所以除了选用性能优良的超声波传感器外,发射电路和前级信号 接收电路至关重要,它决定着整个系统的灵敏度和精度.超声波测量最常用的换能器发射电路大体可分为三种类型：窄脉冲触发的宽带 鼓励电路、调制脉冲谐振电路和单脉冲发射电路.从早先国内进口的日本超声波 流量计来看,根本都采用的是窄脉冲驱动电路.这种电路在设计上一般是用一个 极快速的电子开关通过对储能元件的放电来实现,这些开关器件通常为晶闸管或 大功率场效应管〔MOSFET〕.由于需要输出鼓励信号的瞬时功率大,因此开关器 件必须由直流高压供电,一般要到达几十到一百伏以上,这在电池供电的系统中 无法实现；此外,开关瞬间会产生高压脉冲,对整个电路的抗干扰设计不利.而 脉冲谐振电路设计起来比拟简单,其根本方法是用振荡电路产生一个高频振荡, 经过幅值和功率放大后接至换能器,使换能器发出超声波,保证高频振荡的频率 与换能器固有频率一致,那么可获得超声发射的最正确效果.谐振电路能够使用较低 的电压产生较强的超声波发射,适合使用电池供电的系统,而且它能精确地限制 发射信号,效率高.在本设计中,超声发射电路采用了连续脉冲发射电路,它由脉冲发生、放大电 路构成,具体电路连接如图 17 所示.单片机发出的方波信号经三极管放大和变压器 升压,到达足够功率后推动换能器超声超声波,这里变压器的主要用途是升高脉 冲电压和使振荡器的输出阻抗与负载〔超声换能器〕阻抗匹配,变压器与探头接 成单端鼓励方式.+5V图 17 超声波发射电路4.3.2 超声波接收电路发射换能器发出超声波信号后,信号经过流体传播到接收换能器,中间有杂质 和气泡等影响,强度不断减小,并且强度也不稳定.为了实现高精度的测量,在 信号到达检测电路前必须使信号稳定可靠,根据接收信号的实际情况,我们对所 设计的超声波接收电路主要由放大电路、滤波电路、自动限制增益电路、电压匕 较电路等局部组成.1〕放大电路通常超声波换能器接收到的超声波信号是非常小的,只有几毫伏,而一...
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