超聲波測距儀在氣體、液體及固體中以不同速度傳播，定向性好、能量集中、傳輸過程中衰減較小、反射能力較強。超聲波能以一定速度定向傳播、遇障礙物后形成反射，利用這一特性，通過測定超聲波往返所用時間就可計算出實際距離，從而實現(xiàn)無接觸測量物體距離。超聲波測距迅速、方便，且不受光線等因素影響，廣泛應用于水文液位測量、建筑施工工地的測量、現(xiàn)場的位置監(jiān)控、振動儀車輛倒車障礙物的檢測、移動機器入探測定位等領域。本文設計的數(shù)字式超聲波測距儀通過對超聲波往返時間內(nèi)輸入到計數(shù)器特定頻率的時鐘脈沖進行計數(shù)，進而顯示對應的測量距離。
超聲波測距儀由超聲波發(fā)生電路、超聲波接收放大電路、計數(shù)和顯示電路組成。
超聲波發(fā)生電路為超聲波發(fā)生電路。雙定時器EN556(U2b)組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。R6和C6構(gòu)成微分電路，其作用是：當按鍵S2按下時，低電平變成正負尖頂脈沖，經(jīng)過VD1得到負尖頂脈沖，觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。單穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)輸出的高電平持續(xù)約1ms，即tw≈1.1R5C5≈1 ms。EN556(U2n)組成多諧振蕩器， 接地電阻測試儀振蕩頻率f1=1/T1≈1/{0.7[(R1+R2)+2(R3+R4)]C3≈40kHz。該振蕩器振蕩受單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出電平控制。當單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出高電平時，多諧振蕩器產(chǎn)生振蕩，EN556的引腳5輸出約40個頻率為40kHz、占空比約50%的矩形脈沖。考慮到多諧振蕩器起振階段不穩(wěn)定，因此設計輸m脈沖數(shù)較多。
若輸出脈沖數(shù)太少，則發(fā)射強度小，測量距離短。但脈沖數(shù)過多，發(fā)射持續(xù)時間長，在距離被測物較近時，脈沖串尚未發(fā)射完，這樣導致先發(fā)射出的脈沖產(chǎn)生的回波將到達接收端，影響測距結(jié)果，造成測距盲區(qū)增大。(U1)的U1a~U1e組成超聲波脈沖驅(qū)動電路，可提高驅(qū)動超聲波發(fā)送傳感器的脈沖電壓幅值，有效進行電/聲轉(zhuǎn)換，增強發(fā)射超聲波的能力，增大測量距離。40kHz脈沖串的一路經(jīng)U1a反相，再經(jīng)由U1b和U1e并聯(lián)的反相器反相;其另一路經(jīng)南U1c和U1d并聯(lián)的反相器反相。
公安機關備案號：
