超声波数字测距是通过超声波发射波，被测物体的反射回波的时差来测量被测距离的，是一种非接触式测量仪器。超声波在大气中的传波速度与温度有关，如0摄氏度时每秒为331.36米，20摄氏度时每秒为343.38米，为此，该测距测温控制器采用了温控频率振荡器IC3，把随环境温度变化的频率信号送入IC1进行采样，IC1读取外界温度变化的数值后进行内部运算，并校正各种环境温度下测距的误差值，利用该功能方便地实现了测温显示。
一、使用范围
超声波物位计测定物位距离讨不接触被测物体，无活动部分，安装、调试简单、保养方便、测量精度高，测量料位、液位变化的位置精确，因此可测量有腐蚀性的液体、固体，通过本控制器键盘预置输入开启或关闭的测距控制数值，实现物位，液位的自动化控制，并可输出1200位串行数据信号，以便和PC计算机及远程显示板的连接，如：用485标准串口可传送2000米以上，有利于数据的远程传送及处理，该测距物位控制器电路简单，以及替代卷尺，直尺，对水塔水位的测控及各种车辆的倒车显示，可根据探测物体与超声探头变化的数值，发出不同的告警信号，实现自动化的控制，非常适合广大电子厂家，电子爱好者制作。
二、基本技术指标
1．量程：30—1000厘米(0.3—10米)
2．测试精度：空气中测距精度小于或等于l%+，-l厘米，温度值精度小于或等于1%，-20—60摄氏度。
3．数据显示：转换成厘米后在LED上直接显示被测距离，温度值转换成摄氏度在LED上显示。
4．键盘输入开启值：30—1000厘米，关闭值30—1000厘米（在该范围内任意设置）
5．反射面积：距离超声波发射探头1000厘米时为1平方米，400厘米时为0.25平方米
6．超声波发散角：选用型号401型时超声波发散角为45度（选用各种不同型号探头时，发散角有所变化）。
7．串行数据输出：在显示测距数值后发送1200BIT串行数据共4帧，l，2帧为测距数值，3，4帧为温度数值（有利于PC计算机和远程显示板串口数据联接及其它功能的扩展）。
8．测控周期：预置开启，关闭数据后每秒为2次周期进行测距控制。
9．工作电压：6V直流+-10%，用于电池或可充电池，工作电流50毫安（显示时）（便于制作小型便携产品）。
三、芯片说明
下图是这种可预置超声波测距测温控制器的电原理图，IC1芯片为带键盘扫描及显示驱动功能的微处理器，该芯片控制超声波信号的发送和接收，输入的温度校正采样频率，通过运算转换成温度数据，校正不同温度下距离误差后，在LED上显示所测距离厘米数据，和已输入的预置数进行比较，如达到预置值则进行开或关的开关量信号输出，IC2在电路中作为反相驱动器驱动LED。IC3在本电路中作为温控频率振荡器使用，使IC1取得外界温度的频率值，以利于IC1的运算并校正不同温度下测距的回波数值以及在LED上显示实时环境的温度值。IC4为接收电路，接收物体反射超声波回波信号，该芯片内部包括了前置放大，限幅放大，整形，输出数据信号以便ICl检测，判断回波的数据正确与否及时差，并计算出测距的距离数值。
下图为远程串行数据接收显示板，该板接收可预置超声波控制器，发送的1200BIT串行数据信号，直接用导线和超声波控制器串口连接时，可传送几十米，如通过485串口发送可传送2千米以上。
四、安装调试注意事项
1．超声波探头表面严禁用手及其它物体触摸，以免产生信号滞后性及损坏。
2．所有IC器件最好拔下烙铁插头再焊接，以免损坏。
3．按图安装完毕后接上6V电源，把Kl拨到测温档LED应显示温度值，用一标准水银温度计放置于温敏电阻R2附近，并观测其温度值，如LED显示值与水银温度计不符，调整R9，使LED显示值与水银温度计一致即可。测距部分只要安装正确不必进行调试即可正常工作，同时接收电路应用铁皮屏蔽以增加抗干扰的性能，以上所有芯片采用DIP封装，如要缩小体积所有器件可用贴片封装。
4．使用注意事项：在测距中应保证测距仪与被测物体距离为定值，要和被测物体成一条直线，以获得距离读数的准确性。
五、使用范例
上电LED2闪烁即可输入数据，笫1次输入为关闭数值，第2次输入为开启数值，上电后开关量输出为关闭状态，用LED1数码管指示，亮为开，暗为关，关为0V，开为2V。
下面是一实例：开机LED2闪动，输入数185=1.85米，为关闭的数值，LED显示1.85，3秒后LED2闪烁即输入开启的数值190=1.90米，LED显示1.90，3秒后即转为测距状态，LED显示实际测到的数值，如测到的数值为1.90时，LED1数码管点亮，表示启动开，同时有2V电压输出，如再测到的值为1.85米时，LED1灭表示关，输出端没有电压输出。
本文关键字：超声波 温度-湿度控制，电子制作 - 温度-湿度控制
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