[发明专利]无线WIFI自动超声波多普勒效应实验仪

摘要

本发明公开的无线WIFI自动超声波多普勒效应实验仪，其特征在于，包括超声波发生器、发射端换能器、接收端换能器、发射端小车、接收端小车、发射端导轨、接收端导轨、导轨连接片、运动挡块、光电信号模块、WiFi模块；采用无线控制，避免电线连接复杂，可以在局域网下共享测量数据，丰富了教学手段。更装配有电机和校正速度装置，能够主动设置小车运动速度，使小车按照设定的速度值做匀速运动。从而通过算法提高频率测量精度。同时，声源和接收端能同时运动，可以开展多种方式测量。

主权项

1.无线WIFI自动超声波多普勒效应实验仪，其特征在于，包括超声波发生器、发射端换能器、接收端换能器、发射端小车、接收端小车、发射端导轨、接收端导轨、导轨连接片、运动挡块、光电信号模块、WiFi模块；超声波发生器，用于将市电转换为换能器相应的高频交流电以驱动换能器进行工作；发射端换能器，用于将输入的电功率转换成超声波，并发射超声波信号；接收端换能器，用于接收超声波信号，通过弹簧电线连接超声波发生器；发射端小车，用于安装发射端换能器以及发射端光电门，带动发射端换能器以及发射端光电门进行运动；发射端小车内部设置有直流电机、电机驱动器、电机控制芯片、速度校正模块、电源以及齿轮；电源为直流电机供电，直流电机带动齿轮，齿轮带动车轮使发射端小车运动；电机控制芯片与电机驱动器电连接，电机驱动器与直流电机电连接，电机控制芯片通过PWM脉冲宽度调制控制直流电机转速，用于控制发射端小车的运动速度；速度校正模块，通过联轴器与直流电机转轴同心连接，速度校正模块与电机控制芯片电连接，用于监测电机的实际转速；发射端小车内部设置有发射端主控芯片，用于电机控制芯片，并通过发射端光电门和WIFI模块接收外界的控制信号，以及通过WIFI无线模块上传数据；发射端主控芯片与发射端小车内部的电机控制芯片、WiFi模块以及接收端小车外部的接收端光电门电连接；接收端小车，用于安装接收端换能器以及接收端光电门，带动接收端换能器以及接收端光电门进行运动；接收端小车直流电机、电机驱动器、电机控制芯片、速度校正模块、电源以及齿轮结构与发射端小车相同；接收端小车内部设有频率采集模块，所述频率采集模块包括信号放大模块、模数转换模块、储存模块以及换能器信号采集芯片；信号放大模模块与接收端换能器、模数转换模块电连接，模数转换模块与存储模块电连接，存储模块与换能器信号采集芯片电连接；接收端换能器将声压转换成电信号后经过信号放大模块进行放大，传送后经过模数转换模块转换成数字量存入存储模块内，换能器信号采集芯片从存储模块中读取数据；接收端小车内部设置有接收端主控芯片，用于同时电机控制芯片和信号采集芯片，并通过接收端光电门和WIFI模块接收外界的控制信号，以及通过WIFI无线模块上传数据；接收端主控芯片与接收端小车内部的电机控制芯片、换能器信号采集芯片、WiFi模块以及接收端小车外部的接收端光电门电连接；发射端导轨，用于承载发射端小车，使发射端小车上沿导轨做直线运动；与接收端导轨相对设置；接收端导轨，用于承载发射端小车，使发射端小车上沿导轨做直线运动；与发射端导轨相对设置；导轨连接片，对称两片，用于连接接收端导轨与发射端导轨；运动挡块，设置于发射端导轨与接收端导轨的两端，用于防止发射端小车和接收端小车运动驶出发射端导轨与接收端导轨；光电信号模块，包括发射端光电门、接收端光电门以及光电门挡板架；发射端光电门，安装在发射端小车上前端位置，配合光电门挡板架确定发射端小车运动位置；接收端光电门，安装在接收端小车上前端位置，配合光电门挡板架确定接收端小车运动位置；光电门挡板架，数量为多个，安装在发射端导轨与接收端导轨的侧面上，配合光电门确定发射端小车和接收端小车运动位置；WiFi模块，用于传输接收端小车和发射端小车主控芯片数据；数量为两个，一个固定设置于发射端小车与发射端主控芯片电连接，另一个固定设置于接收端小车内部与接收端主控芯片电连接。