菜单 English Ukrainian 俄语 主页

面向爱好者和专业人士的免费技术图书馆 免费技术库


无线电电子与电气工程百科全书
免费图书馆 / 无线电电子和电气设备方案

超声波换能器MUP-1。 无线电电子电气工程百科全书

免费技术库

无线电电子与电气工程百科全书 / 参考资料

文章评论 文章评论

超声波频率下的回声定位和远程控制需要高效的超声波换能器发射器和接收器。 图 1 显示了其中一种转换器 - MUP-1 的外观和尺寸,目前正在量产。

转换器规格:

辐射最大频率 fmi(激励电压 3 V 时) 38±5 kHz
复输入电阻模块|Zp|
(在激励电压 3 V 下)不超过 1,8 kOhm
接收模式下最大灵敏度频率 fmp
(负载电阻 Rn=3,9 kOhm) 40±5 kHz
灵敏度(Rn=3,9 kOhm)3,5±0,5 mV/bar
带宽(按 0.7 级)1,1±0,1 kHz
频率 fmp 5 V 下传输模式下的最大信号输入电压
传感器重量 10 g
工作温度范围 -10+40 °С
传感器保持其参数的大气压为 730 ..800 mm Hg。 英石

超声波换能器 MUP-1
Ris.1

换能器的基础是沿着外圆周连接到弹性支撑件的双压电晶片压电陶瓷盘。 锥形铝箔谐振器粘在圆盘的中心,以提高功率转换效率。“接地”金属外壳可保护转换器免受电噪声的影响。

图上。 图 2 显示了输入电阻 |Zp| 对模块频率的依赖性和负载电阻 R->oo 的传感器的灵敏度 uxx。 输入阻抗模块有两个极值:频率 fmi - 输入阻抗的最小值,频率 fa(反谐振频率) - 输入阻抗的最大值。 灵敏度在接近反共振频率 fa 的频率处具有一个最大值。

超声波换能器 MUP-1
Ris.2

频率 fmi 和 fv 之间的间隔平均约为 2 kHz。 当负载电阻 Rn 减小时,转换器灵敏度最大的频率降低,在 Rn -> 0 时趋于 fmi 极限。

由于压电陶瓷的非线性特性,谐振频率fmi随着输入电压的增加而有所降低,同时输入电阻也随之增加。 图 3 根据谐振频率 fmi 和输入电阻模量的谐振值 |Zp| 显示了转换器的幅度特性。

超声波换能器 MUP-1
Ris.3

如果提供给转换器的电压在谐振频率下超过 5 V,则可能会发生不可逆的变化。

换能器的方向性图案是单瓣的,宽度约为 30°(距最大值 0,7 的水平)

当其中一个传感器是发射器而另一个是接收器时,选择这一对传感器时应使 fmi 发射器和 fmp 接收器彼此靠近。 这些频率的单独值在转换器的护照中标明。

通过足够仔细地选择一对发射器-接收器和接收器的高负载电阻(例如,100 kOhm 或更高),可以通过消除电容的分流效应来显着提高接收路径的灵敏度的 Cin 转换器。 为此,将线圈并联到转换器,其电感 LK 由下式计算
超声波换能器 MUP-1

其中 Co=0,8 St。 电容 Cm 在低频下测量,例如 1000 Hz。 通常为 1140±40 pF 的电感 LK 的值,取决于 fa 和 Co 的具体值,位于 15-20 mH 的范围内。

在回声测深仪中,当同一个传感器在发射和接收模式下交替工作时,建议使用具有低阻抗输入(不超过 1 kOhm)的直接放大器路径。 在这种情况下,谐振频率 fmn 和 fmp 将彼此接近。

使用MUP-1转换器遥控家用设备(接收器、录音机、电视、照明设备)的接收器和发射器示意图如图4所示。 5和图。 4 发射器可以用数字集成电路(图 4,a)或晶体管(图 XNUMX,b)制成。

超声波换能器 MUP-1
Ris.4

在发射机的第一个版本中,主振荡器是元件 D1.1 和 D1.2,缓冲级是在元件 D1.3 上制作的。 在晶体管版本的发射器中,发生器是根据多谐振荡器电路(晶体管V1、V2)组装而成的,输出级是基于晶体管V3的。 发射器所需的工作频率通过调谐电阻器 R1(图 4,a)或通过选择电阻器 R2 和 R3(图 4,b)来设置。为了能够在运行期间调整发生器,它是建议将这些电阻器中的一个替换为两个串联的电阻器,其电阻为 3 5 kOhm,可变电阻为 22 kOhm。护照

在没有频率计的情况下,可以根据转换器的最大输出进行设置。 为此,在距离传感器发射器 15 ... 20 cm 处,安装了一个传感器接收器,它将用于远程控制系统,一个交流电压表连接到它,发射器是调整后,在接收换能器的输出端实现最大信号

接收电路如图5所示。它由A1芯片上的放大器,二极管检波器V1、V2,D1芯片上的单振子和触发器,以及带有执行继电器的晶体管开关(V5)组成。 K1在负载电路中。 元件 R7、C5 用于延迟包含单个振动器,以防止由于网络中的脉冲噪声或发射器电源按钮的触点的模糊闭合而导致执行器的错误触发。

超声波换能器 MUP-1
图5(点击放大)

接收装置的换能器B1接收到的超声波信号被转换成电振动,由微电路A1放大。 在 40 kHz 频率下的增益约为 5000。检测到的信号通过延迟电路 C5R7,开始单脉冲(元件 D1.1)。 单振子响应延迟时间为1 s。 来自单个振动器的信号切换触发器 D1.2,结果晶体管开关 V5 打开并且继电器 K1 被激活。

执行器示意图如图 6 所示。 1.1. 当接收器中的触点 K5 闭合时(图 2),三极管 V3、VXNUMX 断开并将负载 R- 连接到网络。 允许的负载功率由三极管的直流电流决定。

超声波换能器 MUP-1
Ris.6

遥控系统的发射器由原电池供电,接收器由稳压整流器供电,输出电压为 20 V。D1 芯片的电源由组装在元素 V3 和 R6。

在实验室条件下,当测试遥控单元时,不需要换能器的相互定向。 但是,在吸音率高的房间(很多软垫家具、地毯、窗帘等),超声波信号明显衰减,这可能需要发射器和接收器的方向。 超声波换能器也可用于多通道遥控系统。 在这种情况下,应使用脉冲代码、时间或脉冲相位调制系统以离散形式传输命令。

作者:N. Borodulin、V. Morozov、E. Koptev,莫斯科; 出版物:N. Bolshakov,rf.atnn.ru

查看其他文章 部分 参考资料.

读和写 有帮助 对这篇文章的评论.

<< 返回

科技、新电子最新动态:

交通噪音会延迟雏鸡的生长 06.05.2024

现代城市中我们周围的声音变得越来越刺耳。然而,很少有人思考这种噪音如何影响动物世界,尤其是像尚未从蛋中孵出的小鸡这样娇嫩的动物。最近的研究揭示了这个问题,表明它们的发展和生存会产生严重后果。科学家发现,斑马小菜斑幼鸟暴露在交通噪音中会严重影响其发育。实验表明,噪音污染会显着延迟它们的孵化,而那些孵化出来的雏鸟则面临着许多健康问题。研究人员还发现,噪音污染的负面影响也延伸到了成年鸟类身上。繁殖机会减少和繁殖力下降表明交通噪音对野生动物产生长期影响。研究结果凸显了需要 ... >>

无线音箱三星音乐框 HW-LS60D 06.05.2024

在现代音频技术领域,制造商不仅追求无可挑剔的音质,而且追求功能与美观的结合。这一方向的最新创新举措之一是在 60 年三星世界活动上推出的新型三星音乐框架 HW-LS2024D 无线扬声器系统。三星 HW-LS60D 不仅仅是一个扬声器系统,它还是框架式声音的艺术。 6 扬声器系统与杜比全景声支持和时尚相框设计的结合使该产品成为任何室内装饰的完美补充。新款三星音乐框架采用先进技术,包括可在任何音量级别提供清晰对话的自适应音频,以及可实现丰富音频再现的自动房间优化。这款扬声器支持 Spotify、Tidal Hi-Fi 和蓝牙 5.2 连接,以及智能助手集成,可满足您的需求。 ... >>

控制和操纵光信号的新方法 05.05.2024

现代科学技术发展迅速,每天都有新的方法和技术出现,为我们在各个领域开辟了新的前景。其中一项创新是德国科学家开发了一种控制光信号的新方法,这可能会导致光子学领域取得重大进展。最近的研究使德国科学家能够在熔融石英波导内创建可调谐波片。这种方法基于液晶层的使用,可以有效地改变通过波导的光的偏振。这一技术突破为开发能够处理大量数据的紧凑高效光子器件开辟了新的前景。新方法提供的偏振电光控制可以为新型集成光子器件提供基础。这为以下人员提供了绝佳的机会: ... >>

来自档案馆的随机新闻

医疗 DC/DC 转换器 Mean Well MDS15/20 22.04.2021

Mean Well 推出了两个用于医疗应用的 DC/DC 系列 - MDS15 和 MDS20 - 具有 15W 和 20W 输出功率。 新产品的主要特点是输出功率高; 安全符合 2XMOPP(用于患者接触;IEC60601-1); -40...90°C 的宽温度范围和小尺寸(标准外壳尺寸 2"x1")。

这些转换器具有超低泄漏电流(小于 5 µA)、4 kV (AC) 输入和输出之间的增强隔离以及 2:1 输入宽度。 这些型号具有短路、过载和低输入电压保护。

传感器可用于医疗设备和系统,例如氧气监测和呼吸诊断设备、CT 扫描仪、口腔护理设备、医疗移动站和其他允许与患者接触的设备。

主要技术参数:

输出功率,W......15 (MDS15), 20 (MDS20)
Диапазон Uвх, В......9...18/18...36/36...75
U 出,V ...... 5/12/15/24
电子邮件绝缘强度“输入-输出”,V ...... 4000 (AC)
漏电流,μA......<5
工作温度范围,......-40...90°C

其他有趣的新闻:

▪ 城市光纤上的量子隐形传态

▪ 新材料捕获二氧化碳分子

▪ 冷却心脏病发作

▪ 采用雷达技术的微型传感器

▪ 领袖的咆哮

科技、新电子资讯

 

免费技术图书馆的有趣材料:

▪ 网站安全与安全部分。 文章精选

▪ 文章有利于穷人的对话。 流行表达

▪ 文章猛犸洞与猛犸象有什么关系? 详细解答

▪ 文章博迪亚克花园。 传说、栽培、使用方法

▪ 文章 泵自动关闭。 无线电电子电气工程百科全书

▪ 文章 照明照片开关。 无线电电子电气工程百科全书

留下您对本文的评论:

Имя:


电子邮件(可选):


点评:





本页所有语言

主页 | 图书馆 | 用品 | 网站地图 | 网站评论

www.diagram.com.ua

www.diagram.com.ua
2000-2024