[实用新型]温度和湿度双因素控制超声波测距的电路设计

说明书

技术领域

本实用新涉及一种超声波测距电路，属于电子科学技术领域，具体涉及一种温度补偿以及湿度补偿综合作用提高测量精度的超声波测距电路设计。主要实现一种成本低、高效、精度较高的温度湿度双因素控制的超声波测距的电路。

背景技术

超声波测距装置在工业生产电子技术等领域应用广泛，但是现有的超声波测距装置多应用超声波回波方式进行测量，但是超声波在空气中传播时受周围环境各种因素的影响，精度相对较低，其中最主要的因素就是温度以及湿度，本实用新型针对环境中对超声波测距精度影响较大的两项因素进行研究，改进设计出了本电路，即由温度以及湿度双因素综合校正得出精度相对较高的超声波测距值。有很好的发展前景。

实用新型内容

本实用新型的目的就是针对当前单一超声波测距方法的不足，提供一种度补偿以及湿度补偿综合作用提高测量精度的超声波测距电路设计。

本专利包括文氏振荡器模块、电压跟随器模块、加法器模块、电压放大器模块、温度补偿电路模块、超声波发射电路模块、超声波接收模块、AD数据收集模块以及8051单片机综合处理模块。

所述的文氏振荡器模块由电阻R1、R2、R3、R33、电容C1、C2和U1A运放LM358组成，产生一定频率的振荡信号，输入给后面的电路。所述的电压跟随模块由H104R阻抗湿度传感器、电阻R4、R5、R6、R7、电容C3、C4、二极管D3和U1B运放LM358组成。所述的加法器模块由电阻R11、R8、R9、R10和U2S运放LM358组成。所述的电压放大器模块由电阻R12、R13、R14、R34和U2A运放LM358组成。所述的温度补偿电路由热敏电阻RT、电阻R15、R16、R17、R18、R35和U3A运放LM358组成。所述的超声波发射电路由定时器NE555、电阻R15、R38、电容C5、C6、C7、74LS04和超声波发送头组成，发射出超声波信号，通过待测距离的物体进行反射，等待下一级接受。所述的超声波接收电路由红外接收头、电阻R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30、R31、R32、电容C8、C9、C10和运放LM358组成，接受超声波信号，进行整流滤波放大操作，使其成为可以被单片机可处理的信号。所述的AD数据收集模块主要由模数转换芯片AD0809组成。所述的8051单片机综合处理模块主要8位单片机STC89C51组成。

附图说明

图1电路连接模块示意图

图2总体结构框架图

附图标记说明：1(1)-文氏振荡器，1(2)-电压跟随器，1(3)-加法器，1(4)-电压放大器，1(5)-温度补偿电路，1(6)-超声波发射电路，1(7)-超声波接受电路。

具体实施方式

为了更清楚地介绍本实用新型的技术方案，下面结合附图及具体实施方式，对本实用新型作进一步详细的说明：

如图1(1)所示是文氏振荡器，其振荡频率为：

f=12πRC]]>

其震荡幅度由反馈量确定。文氏振荡器的输出电压作为阻抗式湿度传感器的工作电压，并经过缓冲，使信号输出，并作为输入，输入到后面的电路中。

如图2所示是总体结构框架图，包括文氏振荡器模块、电压跟随器模块、加法器模块、电压放大器模块、温度补偿电路模块、超声波发射电路模块、超声波接收模块、AD数据收集模块以及8051单片机综合处理模块。

如图1(2)所示是电压跟随器，在同相比例比例运算电路中，若将输出电压的全部反馈到反相输入端，就构成了电压跟随器，且反馈系数为1。由于U₀＝U_N=U_P，故输出电压与输入电压的关系为：

U₀＝U_I

整流：利用二极管的单相导通性，使得电路中只有使二极管两端电压正偏的部分电路导通，从而截止反相的信号。

滤波电路：有R、C组成的无源滤波电路。当信号频率趋近于零时，电容的容抗趋近于无穷大，故带通放大倍数