مقاله در مورد فاصله سنج مافوق صوت ( اولتراسونیک )

اختصاصی از یاری فایل مقاله در مورد فاصله سنج مافوق صوت ( اولتراسونیک ) دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه52

فهرست مطالب

مدار تولید ولتاژ اصلاح دما

• مدار نمایشگر LED هفت قسمتی
• نوسان ساز
• محدوده اندازه گیری

آزمایش عملکرد فاصله سنج مافوق صوت

بیشترین فاصله :  m  6/3

کوتاه ترین فاصله : cm 29

• نرم افزار مربوط به این پروژه در CD پیوست کتاب آمده است .

فاصله سنج معرفی شده در این بخش از میکروکنترلر PIC16f873   استفاده میکند . فرکانس مافوق صوت مورد استفاده حدود KHz 40 است . در فاصله سنج معرفی شده ، ویژگی های زیر از PIC مورد استفاده قرار گرفته است :

• واقع نگار[1] : مدت زمانی که پس از ارسال موج اولتراسونیک ، طول می کشد که موج پس از برخورد به شی مورد نظر باز گردد ، اندازه گیری می شود .
• مبدل A/D : سرعت انتشار صوت با دما تغییر می کند . از یک مبدل A/D برای اصلاح مقدار نمایش داده شده استفاده می شود .

فاصله سنج مافوق صوت ( اولتراسونیک ) ...

نمودار مداری فاصله سنج مافوق سوت

بررسی مدار

• مدار گیرنده : مدار گیرنده تقریباً مانند مدار گیرنده فاصله سنج های مافوق صوت بدون میکرو کنترلر می باشد .

سیگنال اولتراسونیک ( مافوق صوت ) که به وسیله حس گر ( سنسور ) دریافت می شود ، طبقه اول آن را 100 برابر ( db  40 ) و طبقه دوم آن را 10 برابر ( db  20  ( می کند . معمولاً از منبع تغذیه دوبل ( مثبت و منفی ) برای تقویت کننده های عملیاتی استفاده میشود.  اما در اینجا تنها از یک منبع V 9 + برای تغذ یه آنها استفاده شده است . بنابراین به ورودی مثبت تقویت کننده های عملیاتی ، نصف ولتاژ تغذیه به عنوان ولتاژ بایاس اعمال می شود . بنابراین سیگنال جریان متناوب میتواند براساس ولتاژ مرکزی V 5/4 تقویت شود . هنگامی که تقویت کننده های عملیاتی دارای فید بک منفی هستند ، ولتاژ ورودی پایه مثبت و منفی آنها تقریباً باهم برابرند . این حالت را زمین مجازی می نامند . بنابراین ، با وجود ولتاژ بایاس ، طرف مثبت و منفی سیگنال جریان متناوب به طور یکسان تقویت می شود . اگر از ولتاژ بایاس استفاده نشود ، سیگنال جریان متناوب دچار اعوجاج[2] می گردد . از این روش ، هنگامی که تقویت کننده عملیاتی ( Op – amp  ) از منبع دوبل به جای یک منبع تکی ، تغذیه می شود استفاده می گردد .

• مدار آشکار ساز

آشکار سازی با آشکار کردن سیگنال مافوق صوت دریافتی انجام می گیرد . این کار به وسیله یکسو کننده نیم موج که از دیود ها ی مسدود کننده شاتکی [3] استفاده می کند ، انجام میشود.

شکل 1  مدار تقویت سیگنال                                شکل 2

باوجود به دامنه سیگنال آشکار شده ، یک ولتاژ DC در دوسر خازن خروجی مدار ظاهر خواهد شد.  از دیودهای مسدود کننده شاتکی استفاده شده است زیرا مشخصه فرکانس بالای آنها مناسب می باشد .

• آشکار ساز سیگنال

این مدار ، سیگنال اولتراسونیک برگشتی از شی مورد نظر را آشکار می کند . خروجی مدار آشکارساز به کمک مقایسه کننده آشکار میشود . در مدار شکل (3) تقویت کننده عملیاتی که با یک منبع  تغذیه می شود به عنوان مقایسه کننده به کار رفته است . تقویت کننده عملیاتی اختلاف بین پایه ورودی مثبت و منفی خود را تقویت کرده و در خروجی ظاهر می سازد . درحالتی که تقویت کننده عملیاتی دارای فید بک منفی نمی باشد ، خروجی با یک ولتاژ ورودی کوچک به حالت اشباع می رود . ضریب تقویت کننده های عملیاتی در حالت بدون فید بک معمولاً از 10000 بزرگتر است . بنابراین هنگامی که ورودی مثبت به مقدار ناچیزی از ورودی منفی بیشتر میشود ، اختلاف بین دو ورودی بیش از 10000 بار تقویت میشود و ولتاژ خروجی تقریباً برابر ولتاژ تغذیه خواهد شد . این وضعیت ، حالت اشباع می باشد . برعکس هنگامی که ورودی مثبت به مقدار ناچیزی از ورودی منفی کمتر می گردد ، اختلاف بین دو ورودی در این حالت نیز بیش از 10000 برابر تقویت می شود و ولتاژ خروجی تقریباً صفر میشود . این وضعیت را حالت OFF میگویند . این نوع عملکرد همانند عملکرد یک مقایسه کننده می باشد . البته با توجه به آن که مدار داخلی مقایسه کننده متفاوت از تقویت کننده تفاضلی به کار رود . در این مدار ، خروجی مدار آشکار ساز به ورددی مثبت آشکار ساز سیگنال وصل و به ورودی منقفی آشکار ساز سیگنال ، یک ولتاژ ثابت اعمال میشود: