風(fēng)速測量?jì)x采用壓電式超聲波換能器,使用單片機作為控制器,完成了超聲波風(fēng)速測量?jì)x的軟硬件設計。采用匯編語(yǔ)言編程的方法,實(shí)現了測量結果的計算和顯示。設計完成后能做到,LED數碼顯示清晰穩定,測量結果穩定可靠,測距儀誤差不超過(guò)0.05m/s。
風(fēng),特別是井下安全生產(chǎn)中具有重要參考意義,作為氣象環(huán)境中活躍的因素,對戰爭的勝敗,性能的發(fā)揮有著(zhù)舉足輕重的影響風(fēng)能的利用,也要求人們對風(fēng)速資源進(jìn)行長(cháng)時(shí)間的準確監測。
風(fēng)速測量?jì)x主要有熱線(xiàn)式、熱膜式、以及風(fēng)杯式三種。這幾種原理的風(fēng)速儀測量精度低、范圍小、測量周期長(cháng)、持續工作時(shí)間短,且測量結果易受外部環(huán)境因素的影響。因此不能滿(mǎn)足高效、快速、準確的現代化軍事和長(cháng)時(shí)間工作、智能化數據處理的風(fēng)場(chǎng)監測的需求。
壓電式超聲波換能器是利用壓電晶體的諧振來(lái)工作的。超聲波換能器內部結構在下文中有介紹,它有兩個(gè)壓電晶片和一個(gè)換能板。當它的兩極外加脈沖信號,其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時(shí),壓電晶片會(huì )發(fā)生共振,并帶動(dòng)共振板振動(dòng)產(chǎn)生超聲波,這時(shí)它就是一個(gè)超聲波發(fā)生器;反之,如果兩電極間未外加電壓,當共振板接收到超聲波時(shí),將壓迫壓電晶片作振動(dòng),將機械能轉換為電信號,這時(shí)它就成為超聲波接收換能器了。超聲波發(fā)射換能器與接收換能器在結構上稍有不同,使用時(shí)應分清器件上的標志T和R。
超聲波風(fēng)速測量?jì)x的軟件設計主要由主程序,超聲波接收程序及顯示,鍵盤(pán)子程序,溫度補償子程序組成。我們知道匯編語(yǔ)言程序則具有較高的效率且容易精細計算程序運行的時(shí)間,而超聲波風(fēng)速測量?jì)x的程序要求精細計算(單位時(shí)間內的整形完成的超聲波矩形方波個(gè)數時(shí)),所以控制程序采用匯編語(yǔ)言混合編程。